مشخصات این فایل
عنوان: ویژگی های پرتو X (پرتونگاری)
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 95
این مقاله درمورد ویژگی های پرتو X (پرتونگاری) می باشد.
خلاصه آنچه در مقاله ویژگی های پرتو X (پرتونگاری) می خوانید :
شمارنده ها ( خصوصیات کلی )
تمام شمارنده های الکترونیکی بدون استنثناء به وسیله ی فیزیکدانان هسته ای برای مطالعات پرتوزایی کشف شدند . این شمارنده ها نه تنها تابش X و Y ، بلکه ذرات بارداری مانند الکترون و ذرات a را نیز آشکار می سازند ، طراحی شمارنده و مدارهای مربوطه تا حدودی به آنچه بستگی دارد که آشکار می کند . در اینجا توجه ما فقط به شمارنده هایی است که برای آشکار سازی پرتوهای x با طول موجهای معمول در پراش ، بکار برده می شوند.
معمولاً از چهار نوع شمارنده : تناسبی ، گایگر ، سوسوزن، و نیم رسان استفاده می شود . هر چهار نوع به قدرت یونیزه کردن اتمها به وسیله ی پرتوهای X بستگی دارد ، چه اتمهای گاز باشند ( شمارنده های تناسبی و گایکر ) و چه اتمهای جامد ( شمارنده های سوسوزن و نیمه رسانا ) . شیوه کارکرد سه نوع او به وسیله پریش ارائه شده است ] 8-7 [ .
شمارنده های سوسوزن
این نوع شمارنده از توانایی پرتوهای X استفاده کرده که در برخی از مواد نور مرئی فلورسانت ایجاد می کنند ، مانند پرده های فلورسانت که در بخش 8-1 گفته شد . مقدار نور انتشار یافته متناسب با شدت پرتو X است و می توان آن را به وسیله ی فوتوتیوب اندازه گیری کرد . از آنجا که مقدار نور گسیل یافته اندک است ، از نوعی فوتوتیوپ ویژه به نام فوتون افزا برای دستیابی به جریان خروجی قابل سنجش، استفاده می شود.
ماده ای که معمولاً برای آشکارسازی پرتوهای X بکار می رود ، یک بلور پدیده سدیم است که با اندکی تالیوم فعال شده است . این بلور بر اثر بمباران پرتو X نور بنفش گسیل می دهد . ( جزئیات این گسیل تقریباً چنین است : پرتوهای « جذب شده برخی از اتمها را یونیزه می کنند ، یعنی برخی از الکترونها از نوار ظرفیتی به وار رسانایی Nal صعود می کنند . آنگاه این الکترونها مقداری از انرژی خود را به یون منتقل می کنند . هنگامی که یون برانگیخته به حالت مبنای خود بر می گردد ، نور گسیل می شود. ) بلو گسیل کننده نور به سطح لامپ فوتون افزا چسبیده می شود ، و به وسیله ورقهای آلومینومی از نورهای خارجی محافظت می شود . به ازای هر کوانتای جذب شده ، یک درخشش نوری ( سوسوزن ) در بلور تولید می شود ، و این نور وارد لامپ فوتون افزا شده و تعدادی از الکترونها را از فوتو کاتد خارج می کند که ماده ای حساس به نور و معمولاً از ترکیب بین فلزی سزیوم ـ آنتیموان ساخته می شود . سپس الکترونهای انتشار یافته به سوی نختسن دی نود کشیده می شوند و در اینجا چند دی نود فلزی وجود دارد که پتانسیل هر یک نسبت به دی نود پیشین نزدیک به 100 ولت مثبت تر است و آخرین آنها به مدار اندازه گیر وصل است . هر یک از الکترونهای انتشار یافته از فوتوکاتد که به نخستین دی نود می رسد ، از سطح فلزی آن دو الکترون خارج می کند ، همانگونه که در تصویر نشان داده شده است . این دو الکترون به سوی دی نود دوم که در آنجا هر یک ذو الکترون دیگر خارج می کند ، کشیده شده و این فرایند تا آخر ادامه می یابد . در واقع ، ضریب تقویت هر دی نود 5 و تعداد دی نودها 10 عدد باشد، در این صورت فاکتور افزایش برابر 7 10 = 10 5 است . بدین ترتیب ، جذب یک کوانتای پرتو در بلور به گردآوری بسیاری از الکترون در دی نودنهایی منجر می شود که تقریباً برابر با ضریبی به بزرگی ضربان گایگر ، یعنی در حدود دولت خواهد شد . از آن گذشته ، کل این فرایند به کمتر از میکرو ثانیه نیاز دارد ، به گونه ای که یک شمارنده سوسون می تواند با میزانی به بزرگی 5 10 شمارش در ثانیه و بدون اتلاف ، کار کند. ولتاژ صحیح شمارنده با روشی به دست می یابد که برای شمارنده تناسبی ، با ترسیم میزان شمارش بر حسب ولتاژ بکار رفته است.
اندازه ضربان های ایجاد شده در شمارنده سوسوزن مانند شمارنده تناسبی ، متناسب با انرژی کوانتاهای پرتو X جذب شده است . اما اندازه ضربان مربوط به یک انرژی کوانتومی خاص، برای شمارنده های نوع تناسبی و سوسزن (NaI.Tl) از تیزی بسیار کمتری برخودارند . بنابراین بر اساس اندازه ضربان ، تشخیص کوانتاهای پرتو X با طول موجهای ( انرژیها ) گوناگون دشوارتر است.
کارآیی یک شمارنده سوسوزن در گستره ی معمولی طول موج، به 100 درصد می رسد ، زیرا در واقع تمام کوانتاهای انرژی ، حتی در یک بلور نسبتاً نازک، جذب می شود.
هیث ]17-7[ ، گدکی]17-7 [ و دیگران و در سمپوزیوم ASTM ]18-7 [ مورد بررسی مجدد قرار گرفته است.
سیلیس خالص یک نیم رسانای ذاتی است . این نیمه رسانا از یک مقاومت ویژه الکتریکی بسیار بالا ، بویژه در دماهای پایین برخودار است ، زیرا الکترونهای اندکی با عبور از شکاف انرژی به نوار رسانش به گونه ی گرمایی برانگیخته می شوند . در هر صورت ، پرتوهای « فرودی می توانند موجب برانگیختگی شده و به دنبال آن یک الکترون آزاد در نوار رسانایی و یک حفره آزاد در نوار ظرفیتی ایجاد کنند . همانگونه که پس از این نشان خواهیم داد ، جذب یک کوانتای پرتو X نزدیک به 1000 زوج حرفه الکترونی تولید می کند . اگر ولتاژ زیادی در دو سطح رو به دو سطح رو به روی هم در بلور سیلیس اعمال شود ، الکترونها و حفره ها به سوی این دو سطح جاروب شده ، و یک ضربان کوچک در مدار خروجی به وجود می آورند.
روش تفرق سنجی بیا دیفرکتومتری Diffractometer Measurements
روشی دیگر برای محاسبة فواصل صفحت کریستالی از طیق اندازه گیری ( زوایه براگ ) که در روش دبی شرر بحث شد ، روش دیفرکتومتری است . در روش دبی شرر گفته شد که اگر نمونه ای در مرکز یک زاویه قرار گیرد و اشعه ایکس در امتداد قطر این دایره به نمونه برخورد نماید متدادهای تفرق ناشی از برخود اشعه ایکس به صفحات کریستالی پدید می آیند که می توان بر روی فیلمی در محیط این دایره ثبت نمود. روشی دیگر برای تشخیص این امتدادهای تفرق استفاده از یک نوع شمارنده می باشد. شمارنده ممکن است بر اساس یونیزه شده گاز و یا خاصیت فلورسانس یک ماده بر اثر برخورد اشعه ایکس به آن ساخته شود . طرز کار شمارده نوع گازی که بنام Geifer Counter شمارندة گایگر معروف است بر اساس یونیزه شدن گاز داخل آن بر اثر برخورد اشعه با گاز می باشد . بدین ترتیب که گاز یونیزه شده و یونها بین الکتروها حرکت می نماید . الکترونهای آزاد شده بطرف آندوین های گاز بطرف کاتد جذب می شوند . با اتصال آند و کاتد به جریان خارجی در صورت یونیزه شدن گاز که لحظة برخورد اشعه با شمارنده است جریان بیشتری از آندو کاتد عبور خواهد کرد .
هر گاه تغییرات زاویه ای شمارنده را بر حسب جریان آندو کاتد آن رسم کنیم در محل هائی که منحنی تیزیهائی ( پیک Peacl ) را نشان می دهد محلهائی هستند که امتداد تفرق وجود دارد و در صورت وجود فیلم دبی شرر در این محلها خط خواهیم داشت . با اندازه گیری از روی محل تیزیهای منحنی (پیگها)می توان d را با استفاده از قانون براگ محاسبه نمود . مقدار زاویه بین امتداد اشعه و محل شمارنده می باشد.
عمل شمارنده گایگرگازی را می توان با بکار گرفتن سنتیلاتور (Scintillation Counter) که با مواد فلورسانس شونده بر اثر برخورد اشعه ایکس کار می کند استفاده نمود.
نمونه در این روش پودر می باشد که آنرا بصورت قرص درآورده بر روی سکوی مخصوص قرار می دهند . ممکن است پودر را در قابی فشرده کرده بر روی آن جهت جلوگیری از جدا شدن نمونه از نگهدارنده از نوار چسب شفاف و نازک استفاده نمود.
برای تهیه قرص از پودر مورد آزمایش می توان آنرا با یک ماده کمکی مخلوط کرده و سپس در داخل کوره ای آنرا حرارت داد . با این عمل ماده کمکی ذوب گشته و پودر مورد آزمایش را در بر می گیرد . باید توجه داشت که ماده کمکی و عمل حرارت دادن مزاحم آزمایش نبوده و ترکیب نمونه را تغییر ندهد.
قطعاتی که بروش متالورژی پودر ساخته می شوند ( فلزی و یا غیر فلزی ) را می توان مستقیماً بر روی دستگاه جهت آزمایش قرار داد . برای اینکار لازم است سطحی از نمونه که در مقابل اشعه قرار می گیرد کاملاً صاف باشد .
نمونه همزمان با چرخش شمارنده میچرخد و سرعت چرخش آن سرعت چرخش شمارنده است . با این عمل همواره زاویه بین مسیر اصلی شاعبه با سطح پودر برابر زاویه شعع تفرق با سطح پودر می باشد.
از منحنی های بدست آمده در این روش بدلیل محاسبة دقیق می توان d فاصلة صفحات کریستالی را با دقت یک هزارم آنگسترم محاسبه نمد . در حالیکه در روش دبی شرر این دقت یک صدم می باشد . با استفاده از این منحنی ها نیز می توان مواد مختلف را آزمایش کمی نیز نمود مهم در بخش 7-8 توضیح داده خواهد شد . در صورت استفاده از منحنی های رسم شده توسط مایکرو فتومتر جهت آزمایش کمی نتایج از دقت کنتری برخودار هستند.
6 ـ 8 طرز یافتن ترکیب مواد ( روش Hanawalt )
در قسمتهای قبل گفته شد که با اندازه گیری می توان d که فواصل صفحات کریستالی ماده و یا مواد مورد آزمایش است را تعیین نمود. برای این کار فرمول براگ ، نمودارها و یا جداول از قبل محاسبه شده را می توان بکار برد . در این جداول و نمودارها تغییرات بر حسب d را بر منبای فرمول براگ گنجانیده اند . از اعدادی که بعنوان d محاسبه می شوند لازم است ابتدا سه عدد مربوط به پر رنگ ترین خطوط فیلم مشخص شوند .برای اینکار در صورت استفاده از روش دیفرکتومتری بزرگترین سه پیک ( تیزی ) منحنی را انتخاب می کنیم . در صورت استفاده از فیلم دبی شرر برای یافتن پررنگ ترین سه خط از اعداد نشان داده شد توسط سلول فتوالکترویک دستگاه مایکروفتومتر که در ستون دوم جدول 8 درج گردیده و یا منحنی رسم شده بر روی کاغذ حساس کمک می گیریم .
....
بخشی از فهرست مطالب مقاله ویژگی های پرتو X (پرتونگاری)
ویژگیهای پرتو X
مقدمه
تابش الکترومغناطیس
طیف پیوسته
طیف ویژه
فیلترها
تولید پرتوهای X
لامپ های گازی
لامپ های رشته ای
نقطه کانونی
ظرفیت توان
پراشI : جهت های باریکه های پراشیده
مقدمه
روشهای پراش
اندازه گیری های پراش سنجی و طیف سنجی
مقدمه
خصوصیات کلی
شمارنده ها ( خصوصیات کلی )
شمارنده های سوسوزن
روش تفرق سنجی بیا دیفرکتومتری Diffractometer Measurements
6 ـ 8 طرز یافتن ترکیب مواد ( روش Hanawalt )
تجزیه کمی مواد با استفاده از روش تفرق اشعه ایکس
تهیه ترکیبات استاندارد
استفاده از یک ماده مشخص کمکی
دانلود مقاله ویژگی های پرتو X (پرتونگاری)
