دانلود تحقیق اشعة ایکس وتهیة آن

اشعةایکس درسال1895  توسط رونتگنRontgon   کشف شد . این دانشمندضمن آزمایش هایی که دربارة  فلورسانس انجام می داد ، مشاهده نمودکه اگر جدارة  لولة کروکس  را با کاغذ  سیاهی  بپوشاند ، تشعشع  حاصل  به هنگام تخلیة  الکتریکی در داخل  لولة کروکس ، صفحه و فیلم  عکاسی موجود درخارج لولة کروکس پوشانده شده با کاغذ سیاه را متأثر می سازد . یعنی دراثر بمباران  ماده  توسط  الکترون ، اشعه ای حاصل می شود که  از اجسام کدر عبور می نماید. چون در ابتدای امر طبیعت این اشعه مجهول بود آن را اشعة ایکس  نامید . امروزه اشعة ایکس را می توان توسط لامپ های یونی و لامپ های الکترونی تهیه نمود .1ـ لامپ های یونی: لامپ های یونی ازحباب شیشه ای که دارای دوالکترود  می باشد و فشار هوای  داخل  آن در حدود  0.5  میلیمتر  جیوه می باشد درست شده است . به طوریکه در صورت ایجاد اختلاف  پتانسیل نسبتا‏‎ً  زیاد بین دو الکترود یا دو قطب  اشعة کاتودیک حاصل شده و در اثر برخورد این اشعة کاتودیک بر آند ،که آن را آنتی کاتد می نامیم ،اشعة ایکس تولید می ـ شود . چون  قسمت اعظم  انرژی الکترون ها  به صورت حرارت درآنتی کاتد ظاهر می شود ، لذا  برای جلوگیری از ذوب آنتی کاتد  آن را از فلزات دیرگداز مانند  پلاتین و یا  تنگستن می سازند در شکل زیر نمونه ای از یک لامپ یونی را مشاهده می کنید .   2ـ لامپ های الکترونی یا لامپ های کولیج  Coolidge  : این لامپ  در   1912توسط کولیج  ساخته  شده است .  مکانیسم  این لامپ مانند یک لامپ دو قطبی می باشد بدین ترتیب که یک فیلمان یا رشته سیم ازجنس تنگستن بااستفاده ازولتاژ  6.3ولت گرم شده و فلز دهندة الکترون را طبق پدیدة  ترمویونیک گرم می نماید . الکترون های به وجود آمده تحت تاُثیر پتانسیل DC  بالا که بین  همین  فلز دهندة  الکترون (کاتد) و فلز آند (آنتی کاتد) الکترون ها سرعت نزدیک  به ثلث تا نصف سرعت نور به خود اختصاص می دهد ،که ضمن برخورد با آنتی کاتد نیز متوقف  شده و در نتیجه  تمام  انرژی آن  به حرارت  تبدیل  می شود  لذا  ضمن این که آنتی کاتد از فلزات دیر گداز  نظیر مس ـ آهن ـ کبالت ـ کُرم  ـ مولیبدن  ـ  تنگستن و نقره می سازند و آن را توسط جریان هوا یا آب خنک می نمایند .لامپ های مولد اشعة ایکس که براساس لامپ کولیج شناخته شده بر دو نوع :الف ـ تیوپ بستهب ـ تیوپ های جدا شدنیمی باشد که هر دو در خلأ کار می کنند و بازده این  نوع لامپ ها از رابطة زیر به دست می آیند :

                         z   V     10-9   × 1.1 h =                           

که درآن  z  عدد اتمی آنتی کاتد و  Vاختلاف پتانسیلی است که بین آند و کاتد بسته می شود مثلاّ  بازده لامپ  اشعة ایکس تنگستنی که با 100kv کار می کند برابر  0.8  درصد و لامپ  اشعة ایکس  مسی که با 30kv کار می کند برابر  0.2 درصد می باشد .

در زیر ، شکل و اجزای  تشکیل دهندة  تیوپ های بستة  مولد اشعة ایکس را ملاحظه می کنید که متشکل از یک محفظة  شیشه ای با  فشار داخلی 105  میلیمتر جیوه ، یک کاتد و یک  آند می باشد . نیمی  از یک  محفظة   شیشه ای دریک غلاف فلزی قرار دارد که جنس آن از آلیاژ کووار covar (مس ، فولاد ، کُرم و مولیبدن ) است البته جنس شیشه طوری است که مانع عبور اشعة ایکس می باشد . دراین لامپ فیلمان یا رشته سیم تولیدکنندة گرما والکترون  با  استفاده از پدیدة  ترمویونیک از جنس  تنگستن انتخاب  شده و به عنوان کاتد استفاده  می شود ، شیشة جوش خورده و انتهایش به طرف ولتاژ کم AC هدایت می شود . اطراف رشته سیم تولید کنندة گرما را محفظة فلزی احاطه کرده که تولید کننده و متمرکزکنندة الکترون های خروجی در اثر پدیدة  ترمویونیک  بر روی سطح  آنتی کاتد است اگر پتانسیل لازم بین کاتد و آنتی کاتد  برقرار  باشد . بنا بر این سطحی که محل  برخورد الکترون ها  با  آنتی کاتد است کوچک  می باشد . این سطح را « سطح کانونی » نامند . با تغییر  شدت  جریان گذرنده از رشته سیم تعداد الکترون های آزاد شده و همچنین شدت اشعة ایکس را تغییر داد . البته چون الکترون هایی که به آنتی کاتد  برخورد می کنند  توسط آنتی کاتد  متوقف می شوند و در واقع انرژی جنبشی خود را از دست داده و تبدیل  به حرارت می شود برای جلوگیری  از ذوب  شدن آنتی کاتد آن را با جریان هوا یا آب خنک می کنند .

اشعة ایکس تولید  شده از دریچه هایی که روی بدنة لامپ تعبیه شده است ، خارج می شود ، ایجاد این دریچه ها از نظر مکانی  و از  نظر جنس  یکی از کارهای اساسی سازندگان مولد اشعة ایکس است .

ازآن جایی که شیشه های معمولی مانع عبور اشعة ایکس بخصوص اشعة ایکس حاصل از آنتی کاتد  مس و کُرم هستند ، به جای  شیشة معمولی ، ابتدا از شیشة « لن دومان » ـ که از عناصر سبک  نظیر لیتیوم و بُر ساخته می شود ـ استفاده می کردند . ولی به خاطر جذب اشعة ایکس از آنتی کُرم و جذب رطوبت زود از بین می رفت ، درلامپ های جدید از ورقه های  نازک  فلز برلیوم که بسیار محکم  و در عین  حال  جاذب  اشعة ایکس نیست ، استفاده می کنند که غالباً  همراه با ورقة نازکی از میکا  به کاربرده می شود .

شکل و ابعاد سطح کانونی لامپ اشعة ایکس

مولدهای  اشعة ایکس  بر اساس قدرت  تشعشعی که  دارند ، دسته بندی  می شوند ، این قدرت تشعشعی برحسب جنس آنتی کاتد و ساختمان سطح کانونی آن بستگی  دارد  ، طبق  تعریف  و قرار  داد ، سطح کانونی مساحتی از آنتی کاتد است که درمعرض  برخورد الکترون ها قرار می گیرد ، بنابراین می توان گفت که قدرت تشعشعی یک مولد اشعة ایکس به قدرت  تحمل  سطح کانونی آن  بستگی دارد .  معمولاً مساحت  سطح کانونی از مساحت مورد نیاز بیشتر است . با وجود آن ارزش لامپ های مولد اشعة ایکس به دو عامل اساسی بستگی دارد :

1ـ سطح کانونی

در شکل زیر ( الف )  سطح کانونی حقیقی و  سطوح کانونی ظاهری  را  در دو امتداد عمود برهم مشاهده می کنیدکه سطح کانون حقیقی لامپ مولد اشعة ایکس تجارتی مربع مستطیل به ابعاد 1× 10‍ میلیمتر و سطح کانونی ظاهری

خطی آن  به  شکل مربع  مستطیل به  ابعاد 0.1 × 10 میلیمتر و سطح کانونی ظاهری نقطة آن  به  شکل مربع  به  ابعاد1 ×1 میلیمتر می باشد .

2ـ نحوة پخش بار الکترونی در روی سطح کانونی

این پخش باید تا حدّ ممکن  یکنواخت باشد . که نحوة توزیع بار الکترونی  در روی سطح کانونی درلامپ های بسته از مشخصات اصلی لامپ است . و تنها عاملی که تا حدودی در اختیار است  زاویة  شعاع های خروجی با  سطح آنتی کاتد است .

شامل 44 صفحه فایل word قابل ویرایش

دانلود تحقیق اشعة ایکس وتهیة آن

اشعةایکس درسال1895  توسط رونتگنRontgon   کشف شد . این دانشمندضمن آزمایش هایی که دربارة  فلورسانس انجام می داد ، مشاهده نمودکه اگر جدارة  لولة کروکس  را با کاغذ  سیاهی  بپوشاند ، تشعشع  حاصل  به هنگام تخلیة  الکتریکی در داخل  لولة کروکس ، صفحه و فیلم  عکاسی موجود درخارج لولة کروکس پوشانده شده با کاغذ سیاه را متأثر می سازد . یعنی دراثر بمباران  ماده  توسط  الکترون ، اشعه ای حاصل می شود که  از اجسام کدر عبور می نماید. چون در ابتدای امر طبیعت این اشعه مجهول بود آن را اشعة ایکس  نامید . امروزه اشعة ایکس را می توان توسط لامپ های یونی و لامپ های الکترونی تهیه نمود .1ـ لامپ های یونی: لامپ های یونی ازحباب شیشه ای که دارای دوالکترود  می باشد و فشار هوای  داخل  آن در حدود  0.5  میلیمتر  جیوه می باشد درست شده است . به طوریکه در صورت ایجاد اختلاف  پتانسیل نسبتا‏‎ً  زیاد بین دو الکترود یا دو قطب  اشعة کاتودیک حاصل شده و در اثر برخورد این اشعة کاتودیک بر آند ،که آن را آنتی کاتد می نامیم ،اشعة ایکس تولید می ـ شود . چون  قسمت اعظم  انرژی الکترون ها  به صورت حرارت درآنتی کاتد ظاهر می شود ، لذا  برای جلوگیری از ذوب آنتی کاتد  آن را از فلزات دیرگداز مانند  پلاتین و یا  تنگستن می سازند در شکل زیر نمونه ای از یک لامپ یونی را مشاهده می کنید .   2ـ لامپ های الکترونی یا لامپ های کولیج  Coolidge  : این لامپ  در   1912توسط کولیج  ساخته  شده است .  مکانیسم  این لامپ مانند یک لامپ دو قطبی می باشد بدین ترتیب که یک فیلمان یا رشته سیم ازجنس تنگستن بااستفاده ازولتاژ  6.3ولت گرم شده و فلز دهندة الکترون را طبق پدیدة  ترمویونیک گرم می نماید . الکترون های به وجود آمده تحت تاُثیر پتانسیل DC  بالا که بین  همین  فلز دهندة  الکترون (کاتد) و فلز آند (آنتی کاتد) الکترون ها سرعت نزدیک  به ثلث تا نصف سرعت نور به خود اختصاص می دهد ،که ضمن برخورد با آنتی کاتد نیز متوقف  شده و در نتیجه  تمام  انرژی آن  به حرارت  تبدیل  می شود  لذا  ضمن این که آنتی کاتد از فلزات دیر گداز  نظیر مس ـ آهن ـ کبالت ـ کُرم  ـ مولیبدن  ـ  تنگستن و نقره می سازند و آن را توسط جریان هوا یا آب خنک می نمایند .لامپ های مولد اشعة ایکس که براساس لامپ کولیج شناخته شده بر دو نوع :الف ـ تیوپ بستهب ـ تیوپ های جدا شدنیمی باشد که هر دو در خلأ کار می کنند و بازده این  نوع لامپ ها از رابطة زیر به دست می آیند :

                         z   V     10-9   × 1.1 h =                               

که درآن  z  عدد اتمی آنتی کاتد و  Vاختلاف پتانسیلی است که بین آند و کاتد بسته می شود مثلاّ  بازده لامپ  اشعة ایکس تنگستنی که با 100kv کار می کند برابر  0.8  درصد و لامپ  اشعة ایکس  مسی که با 30kv کار می کند برابر  0.2 درصد می باشد .

در زیر ، شکل و اجزای  تشکیل دهندة  تیوپ های بستة  مولد اشعة ایکس را ملاحظه می کنید که متشکل از یک محفظة  شیشه ای با  فشار داخلی 105  میلیمتر جیوه ، یک کاتد و یک  آند می باشد . نیمی  از یک  محفظة   شیشه ای دریک غلاف فلزی قرار دارد که جنس آن از آلیاژ کووار covar (مس ، فولاد ، کُرم و مولیبدن ) است البته جنس شیشه طوری است که مانع عبور اشعة ایکس می باشد . دراین لامپ فیلمان یا رشته سیم تولیدکنندة گرما والکترون  با  استفاده از پدیدة  ترمویونیک از جنس  تنگستن انتخاب  شده و به عنوان کاتد استفاده  می شود ، شیشة جوش خورده و انتهایش به طرف ولتاژ کم AC هدایت می شود . اطراف رشته سیم تولید کنندة گرما را محفظة فلزی احاطه کرده که تولید کننده و متمرکزکنندة الکترون های خروجی در اثر پدیدة  ترمویونیک  بر روی سطح  آنتی کاتد است اگر پتانسیل لازم بین کاتد و آنتی کاتد  برقرار  باشد . بنا بر این سطحی که محل  برخورد الکترون ها  با  آنتی کاتد است کوچک  می باشد . این سطح را « سطح کانونی » نامند . با تغییر  شدت  جریان گذرنده از رشته سیم تعداد الکترون های آزاد شده و همچنین شدت اشعة ایکس را تغییر داد . البته چون الکترون هایی که به آنتی کاتد  برخورد می کنند  توسط آنتی کاتد  متوقف می شوند و در واقع انرژی جنبشی خود را از دست داده و تبدیل  به حرارت می شود برای جلوگیری  از ذوب  شدن آنتی کاتد آن را با جریان هوا یا آب خنک می کنند .

اشعة ایکس تولید  شده از دریچه هایی که روی بدنة لامپ تعبیه شده است ، خارج می شود ، ایجاد این دریچه ها از نظر مکانی  و از  نظر جنس  یکی از کارهای اساسی سازندگان مولد اشعة ایکس است .

شامل 43 صفحه فایل word قابل ویرایش