X射线是如何产生的思维导图_编号p7377182-TreeMind树图

“X射线”又称伦琴射线，它是一种波长很短的电磁辐射。波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。当在真空中，高速运动的电子轰击金属靶时，靶就放出X射线，放出的X射线分为两类：如果被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度时，只发射连续光谱的辐射，这种辐射叫做轫致辐射；另外一种不连续的、只有几条特殊的线状光谱，这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射，又叫标识辐射。连续光谱的性质和靶材料无关，而特征光谱和靶材料有关，不同的材料有不同的特征光谱，这就是为什么称之为“特征”的原因。X射线是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的，而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的。下面探讨一下X射线产生的机理。

1、轫致辐射

X射线通常是由高速电子在真空中撞击靶而获得的。高速电子到了靶上，受靶中原子核的库仑场的作用而速度骤减，由此伴随产生的辐射叫轫致辐射，又称为刹车辐射。所得X射线谱为连续X射线谱，此连续谱在短波端有一极限，因为X光子的能量最大只能等于入射电子能量。现在已建成许多高能电子加速器，因此由轫致辐射所得X射线波长可以很短。

2、电子俘获

β衰变包括3种方式：β-衰变、β+衰变和电子俘获（EC）。其中电子俘获（EC）这种衰变可以表示为

即母核俘获1个核外轨道电子使核内1个质子转变为中子，并放出1个中微子，所以子核的电荷数变为Z-1，而质量数保持不变。在一般情况下，K层上的电子被原子核俘获的居多，因为K层最靠近原子核医学教谕网整理，被俘获的概率最大，但是L层上的电子被俘获的概率也是存在的。原子核在俘获了电子之后，子核原子的K层或L层上将出现一个电子空位，当某一外层电子来填补这个空位时，可能会出现下面两种情况之一：要么以标识X射线的形式将多余的能量释放，要么将多余的能量交给另一层上的其他电子，此电子获得能量而脱离原子，成为俄歇电子。伴有X射线或俄歇电子的发射是K俘获过程的标志。

3、内转换

原子核可以通过某种方式（譬如β衰变）达到激发态，处于激发态的原子核可以通过发射γ射线跃迁到低激发态或基态，这种现象称为γ衰变或称γ跃迁。核能级跃迁所发出的光子与原子能级跃迁所发出的光子没本质的差别，不同的是原子能级跃迁发射的光子能量只有eV～keV数量级，而核能级跃迁发射的光子能量却有MeV数量级。在不考虑核的反冲时，光子能量Eg可以表示为下面的形式Eg=Es-Ex.有时原子核从激发态到较低能态的跃迁并不放出光子，而是把能量直接交给核外电子，使电子脱离原子，这种现象称为内转换（IC），脱离原子的电子称为内转换电子。处于激发态的原子核可以通过放射γ光子回到基态，也可以通过产生内转换电子回到基态，究竟发生的是哪种过程，完全决定于核的能级特性。医学教谕网整理内转换电子的动能与壳层电子的电离能之和应是原子核的两能级间的能量差。也就是等于在两原子核能级间跃迁所辐射出的γ光子的能量。对于内转换的研究是获得有关核能级知识的重要手段。当然通过内转换方式还可以产生原子的特征X射线。