Рентгеновские лучи. Природа тормозного рентгеновского излучения.

I) Рентгеновское излучение один из видов ионизирующего излучения электромагнитной природы, занимающий спектральную область в пределах длин волн от 10^-12 до 10^{-5 см} .

Рентгеновское излучение генерируется в вакуумной трубке при падении быстрых электронов на металлическую мишень. Различают два типа этого излучения — характеристическое и тормозное. Характеристическое состоит из моноэнергетических фотонов и возникает в результате потери определенных порций энергии атомами, возбужденными при бомбардировке мишени электронами; тормозное имеет непрерывный энергетический спектр с границей, равной максимальной энергии электронов,

и образуется при их торможении в электрических полях ядер атомов мишени. В медицине используют тормозное рентгеновское излучение.

I I) Тормозное излучение — электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при её рассеянии (торможении) в электрическом поле. Иногда в понятие «тормозное излучение» включают также излучение релятивистских заряженных частиц, движущихся в макроскопических магнитных полях (в ускорителях, в космическом пространстве), и называют его магнитотормозным; однако более употребительным в этом случае является термин «синхротронное излучение».

Согласно классической электродинамике, которая достаточно хорошо описывает основные закономерности тормозного излучения, его интенсивность пропорциональна квадрату ускорения заряженной частицы. Так как ускорение обратно пропорционально массе m частицы, то в одном и том же поле тормозное излучение легчайшей заряженной частицы — электрона будет, например, в миллионы раз мощнее излучения протона. Поэтому чаще всего наблюдается и практически используется тормозное излучение, возникающее при рассеянии электронов на электростатическом поле атомных ядер и электронов; такова, в частности, природа рентгеновских лучей в рентгеновских трубках и гамма-излучения, испускаемого быстрыми электронами при прохождении через вещество.

Причиной значительного тормозного излучения может быть тепловое движение в горячей разреженной плазме^[1]. Элементарные акты тормозного излучения, называются в этом случае тепловым, обусловлены столкновениями заряженных частиц, из которых состоит плазма. Мощность тормозного излучения полностью ионизированной плазмы есть

,

где - мощность в эрг/сек, - порядковый номер элемента, - температура электронной плазмы^[2]. Например, один литр водородной плазмы с электронной тепературой и концентрацией электронов будет излучать рентгеновское излучение мощностью около кВт