2.4 Рентген сәулелердiң затпен өзара әрекеттесуi

Рентген сәулелерi заттан өткенде өзiнiң энергиясының бөлiгiнен екi процестiң нәтижесiнде айырылады.

- шынайы жұтылуы, яғни олардың фотондар энергиясының энергия-ның басқа түрлерiне өзгеруі;

- шашырауы, яғни үлестірілу бағытының өзгеруi.

Жұтылу немесе шашырату процестерi өткенде, яғни рентген сәулелері затпен әрекеттескенде, олардың энергиясы түрлi құбылыстарды қоздыруға кетедi: фотоэлектрлiк эффект, жылулық эффект, ионизация, екiншi реттi сипаттамалық сәулелену, шашырату, фотографиялық әрекет, рентген сәулелердің дифракциясына.

2.4.1 Фотоэлектрлiк эффект. Зерттейтiн заттан өтетiн рентген сәулелердiң орнынан, бұл заттың атомдардың анықталған бөлiгiнiң электрондары атомдармен байланысы жоғалады және олардан бөлiнедi. Бұған сәулелену энергиясының бөлiгi кетедi.

Сәулеленудiң нәтижесiнде босатылатын фотоэлектрондар кейбiр заттардың люминисценциясын шағырады. Бұл эффект тәжірибе жүзінде қолданылады. Люминисценцияланатын заттарды рентген дефектоскопия-да күшейткiш экрандар ретінде пайдаланады.

2.4.2 Жылулық эффект. Затқа сiңетiн ретген сәулелердiң жартысы зат молекулаларының немесе атомдардың тербелiс амплитуданың өсуiнiң нәтижесiнде жылулық энергиясына айналады.

2.4.3 Ионизация. Рентген сәулеленуi газдардың ионизациялауын шақырады, яғни газдарда электр өткiзгiштiк пайда болады. Бұл құбылыс рентген және - сәулеленуiнiң қарқындылығын тiркеу үшiн пайдаланады.

Газдардың электр өткiзгiштiгiн өлшеуге негiзделген дозиметрлер көп қолданыста. Егер жабық баллонда газ және екi электрод бар болса, қолданған кернеудiң әсерiнен электр өрiсiн туғызатын, онда газдың көлемi бойынша рентген сәулелерi өткенде газдың нейтрал молекулалары ионизацияланады және сәйкес алған зарядымен орын ауыстыруды бастап, кейбiр тоқты туғызады.

Осыдан сәулелену қарқынды болса, ионизация тоғы жоғары болады, сонша газдарды ионизациялауға рентген сәулелену энергиясының шығыны жоғары болады.

2.4.4 Екiншi реттi сипаттамалық сәулеленуi. Рентген сәулелер дегенiмiз - белгiлi тербелiстер жиiлiгiне сәйкес электромагниттi толқындар (анод материалынан тәуелдi). Сондықтан олар сәулелендiретiн зат атомдарының электрондарын өзiнiң тербелiстер жиiлiгiне сай жиiлiгiмен тербелiс қозғалысына келтіредi. Тербелетiн электрондар екiншi реттi немесе шашыраған сәулеленуiн құрайтын электромагниттi толқындарды шығарады. Сонымен, бiрiншi реттi сәулеленудiң энергиясының жартысы екiншi реттi сәулеленуге жұмсалады, екiншi реттi сәулеленуi үшiншi реттi сәулеленудi болдыра алады және т.б.

Екiншi реттi сипаттамалық сәулеленудiң эффектiн рентген спектральдi (флуоресценттi) талдауда химиялық құрамын анықтау үшiн пайдаланады. Шетелде «екiншi реттi сипаттамалық сәулелену» орнына «керi радиация» терминiн пайдаланады.

2.4.5 Рентген сәулелердiң шашырауы. Екiншi реттi сипаттамалық сәулеленудiң пайда болуы рентген сәулелердiң шашырауын туғызады.

Жеңiл қорытпаларда, мысалы алюминий немесе магний негiзiнде, рентген сәулеленудiң әлсiзденуі екi түрлi: жұтылуы және шашырауы - маңызды үлестерiн құрайды. Атомдық нөмiрi жоғары металдарда, мысалы мыста, қорғасында сәулеленудiң әлсiздеуi жұтылу есептен басымды болады, өйткенi сынайтын нысананың (объектiнiң) массасынан өткенде шашырыған сәулелер мәндi әлсiрейдi.

2.4.6 Фотографиялық әсер. Рентген сәулелер, бромды күмiстен тұратын, желатин қабатында бiрдей үлестірілген фотографиялық эмульсиядан өткенде, өзiнiң энергиясының жартысын жоғалтады. Кейбiр бромды күмiс молекулаларының саны бромға және күмiс атомдарына ыдырайды. Рентген пленканың әрi қарай фото өңдеу жасағанда рентген сәулелердiң әсер ету орнында күмiстiң тотығуы үлкейедi және пленкада қалады, ал бромды күмiс пленканың мөлдiр негiзінде қара учаскелер сияқты жақсы көрiнедi. Тотыққан күмiстiң саны, яғни пленканың қараю дәрежесi, пленканың бұл учаскесiнің ағарған, сәулеленген энергиясының санына пропорционал.

2.4.7 Рентген сәулелердiң дифракциясы. Кристалдық зат арқылы өтетiн рентген сәулелер, заттың құрылымын құрайтын атомдарының электрондарымен шашыратылады. Сфералық кеңiстiкте әр атомнан таратылатын электромагниттiк толқындар, қосылып, интерференциялық суреттi құрайды, бiр бағытта ұшып және екiншiде күшейеді. Интерференциялық сурет сәулелендiретiн заттың кристалдық торына сәйкес. Бұл кристалдық затты рентген сәулелер үшiн дифракциялық тор түрiне қарастыруға мүмкiндiк бередi.