2) фотона высокой энергии с анодом
3) электрона высокой энергии с анодом (+)
4) электрона высокой энергии с катодом
Правильный ответ — столкновение высокоэнергетического электрона с анодом, имеющим положительный электрический потенциал. Электроны ускоряются в электрическом поле рентгеновской трубки и при взаимодействии с веществом анода резко изменяют скорость и направление движения. При торможении в кулоновском поле атомных ядер часть их кинетической энергии преобразуется в рентгеновское излучение; этот компонент называют тормозным.
Дополнительно быстрый электрон может выбить электрон с внутренней оболочки атома мишени. Образовавшаяся вакансия заполняется электроном с более высокого энергетического уровня, а разность энергий выделяется в виде фотона характеристического рентгеновского излучения. Фотон высокой энергии не является исходной причиной появления рентгеновского пучка при работе трубки, а катод выполняет функцию источника электронов.
| Признак | Тормозное излучение | Характеристическое излучение |
|---|---|---|
| Физическая причина | Замедление электрона в кулоновском поле ядра атома анода | Переход электрона на вакантный внутренний энергетический уровень |
| Энергетический спектр | Непрерывный, с широким диапазоном энергий | Линейчатый, с дискретными энергиями фотонов |
| Зависимость от материала анода | Определяется главным образом зарядом ядра и толщиной мишени | Строго зависит от атомного номера материала анода |
| Условие возникновения | Возникает при отклонении и потере энергии быстрым электроном | Требует энергии электрона, достаточной для ионизации внутренней оболочки атома |
| Связь с напряжением трубки | Увеличение напряжения повышает максимальную энергию и интенсивность спектра | Появляется только при превышении пороговой энергии возбуждения оболочки |
| Практическое значение | Формирует основную часть полезного рентгеновского пучка | Создаёт характерные спектральные линии и может повышать эффективность излучения выбранного анода |
Анод одновременно служит положительным электродом и мишенью, в которой поглощается основная часть энергии электронов. Из-за высокой тепловой нагрузки его изготавливают из тугоплавких материалов, часто используют вольфрамовую мишень. Рентгеновские фотоны покидают трубку через специальное окно, тогда как электроны в диагностический пучок не входят. Следовательно, ключевым условием является взаимодействие ускоренного электрона именно с анодной мишенью.