Karakterisztikus röntgensugárzás
A RadiWiki wikiből
Karakterisztikus röntgensugárzás akkor keletkezik, ha a beeső nagyenergiájú elektron az atom egyik belső héj-elektronjával ütközik. Értelemszerűen ez feltételezi, hogy a beeső elektronnak megfelelően nagy energiája van ahhoz, hogy a belső héj-elektron kötési energiáját legyőzve az atomot ionizálja. A beeső elektron a kölcsönhatás után általában tovahalad egy kicsit más irányba. Az ionizáció miatt az adott atomban „elektronlyuk” keletkezik, mely az atomot instabillá teszi és ebbe az elektronlyukba egy másik elektron ugrik. Ebbe a belső héjon lévő elektronlyukba egy külső héj-elektron ugrik be és ez a folyamat röntgen foton kibocsátással jár, mely foton energiája a két elektronhéj kötési energiájának különbségével megegyezik. Külső héjról beugró elektron a külső héjon szintén egy lyukat generál, melyet egy még külsőbb héjon tartózkodó elektron tölt meg és ez a folyamat addig folytatódik, míg a legkülső elektronhéjon is lyuk keletkezik. Ezt a folyamatot karakterisztikus kaszkádnak is hívják, mely több meghatározott energiájú röntgen foton kibocsátásával jár. A kilökött belső héj elektron általában elegendő energiával rendelkezik, hogy további kölcsön-hatásokat okozzon és ezen kölcsönhatásokból is származhatnak további röntgen fotonok.
A fékezési röntgen fotonokkal ellentétben a karakterisztikus röntgen fotonok energiája pontosan meghatározható és ennek következtében a röntgen-spektroszkópiát különböző anyagokat felépítő atomok meghatározására lehet használni (pl. csillagászat). A wolfram a nagy rendszáma miatt (74) viszonylag nagy energiájú karakterisztikus röntgen fotonok gerjesztésére alkalmas. A wolframatom 74 elektronjából 2 a K-héjon, 8 az L-héjon, 18 az M-héjon, 32 az N-héjon, 12 az O-héjon és 2 a P-héjon helyezkedik el. A kötési energiák a fenti sorrendnek megfelelően 69,5 keV, 12,1 keV (L) 2,8 keV (N), 0,6 keV (N), 0,08 keV (O). A „lyukba” eső elektron az atom bármelyik elektronhéjáról érkezhet, természetesen minél távolabbi elektron esik a lyukba, annál nagyobb energiájú karakterisztikus röntgen foton keletkezik. Így például a K-héj ionizációja során az L, az M, az N, stb. héjakról is történhet elektronpótlás. Az L-héj ionizációja során az M, N, O héjakról történik az elektronpótlás. Ebből következően különböző energiájú karakterisztikus röntgen fotonok jönnek létre. Az egymással szomszédos elektronpályákról történő elektronpótlás kisebb energiájú röntgen fotonokat eredményez, mint hogyha távolabbi energiahéjról származó elektron töltené be a lyukat. Fontos megjegyezni, amint a 2. táblázatból is kitűnik, hogy valójában csak a K-héjban történő elektron-pótlásból származnak a diagnosztikában használható energiájú röntgen fotonok. Az L, M, N, stb. héjakban keletkező karakterisztikus röntgen fotonok energiája túl alacsony ahhoz, hogy a diagnosztikai képalkotás során alkalmazni lehessen őket.
