Röntgenputki

Röntgenputki on röntgensäteilyn tuottamiseen tarkoitettu elektroniputki. Se on historiallisesti ensimmäinen tunnettu tapa synnyttää röntgensäteilyä laboratoriossa.

Toimintaperiaate

Tyhjiöputkessa olevasta hehkulangasta irtoaa elektroneja, jotka kiihdytetään putkessa olevassa sähkökentässä. Suurinopeuksiset elektronit iskeytyvät putken keskellä olevaan metallilevystä tehtyyn anodiin ja jarruuntuvat voimakkaasti. Sähködynamiikan yhtälöiden mukaan kiihtyvässä liikkeessä oleva sähköisesti varattu hiukkanen lähettää sähkömagneettista säteilyä. Elektronin liike-energiasta osa muuttuu säteilyenergiaksi, niin sanotuksi jarrutussäteilyksi (bremsstrahlung). Jarrutussäteilyn spektri on jatkuva. Törmäyslevyn materiaalista ja elektronien kiihdytysjännitteestä riippuen voi syntyä myös niin sanottua karakteristista säteilyä, joka on spektrityypiltään viivaspektri. Toisin kuin jarrutussäteilyn tapauksessa, missä jarruuntuva elektroni lähettää säteilyä, karakteristisen säteilyn lähteenä toimivat anodimateriaalin atomit. Kun suureen nopeuteen kiihdytetyt elektronit iskeytyvät anodimateriaalin atomeihin, osa atomeista siirtyy elektroniseen viritystilaan. Viritystilan purkautuessa atomi tyypillisesti säteilee alkuaineelle ominaista sähkömagneettista säteilyä. Röntgenalueella olevaa karakteristista säteilyä käytetään hyväksi muun muassa röntgenkristallografiassa.

Keskeltä halkaistu moderni kiinteäanodinen röntgenputki.

Coolidgen vesijäähdytteinen röntgenputki
Röntgenputken osat: K Hehkulanka josta irtoaa lämittettäessa elektroneja (katodi). A Pysäytyslevy johon suurinopeuksiset elektronit törmäävät (anodi). Ua Kiihdytysjännite. C Vesijäähdytin Uh Hehkujännite. X Röntgensäteily.

Lähteet

• Cullity, B.D. & Stock, S.R.: Elements of X-ray Diffraction. 3rd Edition. Prentice Hall, 2001. ISBN 0-201-61091-4.

Katso myös

• Elektroniputki