Was sind Röntgenstrahlen?
In diesem Artikel:
- Röntgenstrahlen sind eine Form elektromagnetischer Strahlung, die von Röntgenröhren emittiert wird und aus einem heterogenen Spektrum von Wellenlängen besteht, darunter sowohl kontinuierliche als auch charakteristische Linien.
- Die Energie und das Spektrum von Röntgenstrahlen hängen von der an die Röntgenröhre angelegten Spannung und dem Material des Targets ab, wobei höhere Spannungen kürzere Wellenlängen und eine größere Durchdringungskraft erzeugen.
- Die Duane-Hunt-Formel definiert die kürzestmögliche Wellenlänge im Röntgenspektrum, die in direktem Zusammenhang mit der maximalen Energie der einfallenden Elektronen steht.
- Röntgenspektren variieren je nach Generatortyp, z. B. Konstantpotenzial- (CP) oder selbstgleichgerichtete Systeme, und werden durch inhärente Filtermaterialien wie Glas, Aluminium oder Beryllium beeinflusst.
- In der industriellen Radiographie werden Röntgenstrahlen aufgrund ihrer breiten spektralen Natur und ihrer Anwendung in der zerstörungsfreien Prüfung (NDT) nicht durch einen einzelnen Energiewert, sondern durch ihre Spitzenspannung (z. B. 120 kV) beschrieben.
Die von einer Röntgenröhre abgegebene Strahlung ist heterogen, das heißt, sie enthält Röntgenstrahlen verschiedener Wellenlänge, in Form eines kontinuierlichen Spektrums mit einigen überlagerten Spektrallinien. Die kürzeste Wellenlänge des Spektrums ist durch das Duane-Hunt-Gesetz vorgegeben:
Die durchschnittliche Form des Röntgenspektrums ist im Allgemeinen gleich, bei verschiedenen Röntgenanlagen jedoch nicht vollständig identisch; sie hängt hauptsächlich vom Energiebereich der Elektronen, die auf das Ziel der Röntgenröhre treffen, und somit von der Wellenlänge der vom Hochspannungsgenerator erzeugten Spannung, ab. Eine Röntgenanlage mit konstantem Potential (CP) wird nicht das gleiche Spektrum wie eine selbstregulierende Anlage mit den gleichen kV- und Stromwerten aufweisen. Die Form des Spektrums hängt auch von der inhärenten Filtrierung durch das Fenster der Röntgenröhre (Glas, Aluminium, Stahl oder Beryllium) ab. Die einem durch ein elektrisches Potential V beschleunigtem Elektron mit der Ladung e verliehene Energie ist (eV), folglich kann die Elektronenenergie in eV, keV, MeV angegeben werden. Die gleichen Einheiten werden zur Bezeichnung der Energie einer Röntgen-Spektrallinie verwendet. Die Energie einer einzelnen Wellenlänge ist:
Die von einer Röntgenröhre abgegebenen, heterogenen Röntgenstrahlen weisen jedoch keine einzelne Wellenlänge, sondern ein Spektrum auf, sodass es irreführend wäre, die Röntgenstrahlung beispielsweise als Röntgenstrahlung von 120 keV zu beschreiben. Es wurde daher festgelegt, das „e“ in keV wegzulassen und die Röntgenstrahlung mit 120 kV, dem Spitzenwert desSpektrums, anzugeben.
