Produção de Raios X

Raios X podem ser produzidos quando elétrons são acelerados em direção a um alvo metálico. O choque do feixe elétrons com o anodo (alvo) produz dois tipos de raios X. Um deles constitui o espectro contínuo, ou bremsstrahlung em alemão, e resulta da desaceleração do elétron durante a penetração no anodo. O outro tipo é o raio X característico do material do anodo. Assim, cada espectro de raios X é a superposição de um espectro contínuo e de uma série de linhas espectrais características do anodo.

O espectro contínuo é uma curva de contagens por segundo, versus comprimento de onda do raio X. Um fóton de radiação, com freqüência f, transporta uma energia hf=hc/l, onde l é o comprimento de onda da radiação. Portanto, o raio X emitido deverá ter energia máxima igual à energia do elétron incidente. Assim, o espectro contínuo é limitado por este valor. Na Fig. RX1 (extraída de http://www.tulane.edu/~sanelson/geol211/x-ray.htm), tem-se vários espectros contínuos em função do potencial acelerador. Essas curvas foram obtidas com um alvo de tungstênio. É fácil compreender, a partir das relações

E=hf=hc/l,

que o comprimento de onda (ou a freqüência) inferior (ou superior) deve diminuir (ou aumentar) com o potencial acelerador. Mostre que o comprimento de onda mínimo é dado por

l_min=1.24 x 10⁴/V Å,

onde V é o potencial acelerador.

Substituindo-se o alvo de tungstênio (Z=74) por um de molibdênio (Z=42), e mantendo-se as outras condições experimentais constantes, obtém-se o resultado ilustrado na Fig. RX2 (extraída de Tipler, Cap. 3).

Observe que as principais diferenças entre as figuras RX1 e RX2 são os picos existentes na Fig. RX2, em torno de 0.6 Å e 0.7 Å. Tendo em conta que a única diferença entre uma medida e outra foi a substituição do alvo, é razoável admitir que os picos são devidos ao anodo de molibdênio. Estes picos constituem o espectro de raios X característico do molibdênio.

Fonte: http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/raiosx/rxconc.html