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Produzione dei raggi X

Si verificano 3 fenomeni in

un tubo Coolidge :

Conversione in energia

termica (riscaldamento)

Urto con elettroni atomici

interni e riassestamento con

emissione di raggi X

caratteristici

Raggi X di frenamento per

interazione elettrostatica coi

nuclei del bersaglio

(

Bremsstrahlung

)

Rendimento bassissimo: 1%!

Lo spettro di un tubo Coolidge

2

L ’ intensit à (in W/m ) di

una radiazione in

funzione della lunghezza

d ’ onda si chiama spettro

caratteristico

Si verifica la

sovrapposizione di 2

componenti: una continua

dovuta al Bremsstrahlung

ed alcune righe

caratteristiche del

materiale

Interazione dei raggi X con la materia

Quando i raggi X attreversano

la materia la loro intensit

à si

attenua progressivamente

Motivo: pi ù materia

attraversano, pi ù hanno

probabilit à di interagire con

essa µ

∆ = − ⋅ ⋅ ∆

µ

∆ = − ⋅ ⋅ ∆

I I l

I I l

L

’ attenuazione è proporzionale ∆

I

all ’ intensit à iniziale e allo µ

I = − ⋅ ∆

µ

= − ⋅ ∆

l

l

spessore attraversato I

I

µ è il coefficiente di µ ⋅

= - l

µ ⋅

= e

I I - l

e

I I

attenuazione , ed è 0

0

caratteristico per ogni I µ

I ⋅

= - l

µ ⋅

=

e

materiale - l

e

I

I

0

0

I processi responsabili dell ’ attenuazione

Ricordiamoci che i raggi X sono fotoni!

A seconda della loro energia interagiscono

diversamente con la materia:

Effetto fotoelettrico (basse energie)

Effetto Compton (energie medie)

Produzione di coppie (alte energie)

Effetto fotoelettrico

E ’ l ’ assorbimento di un fotone da

parte di un atomo con

conseguente espulsione di un

elettrone

L

’ elettrone espulso è dotato di una

energia cinetica, e può andare a

interagire a sua volta con altri

atomi (migliaia!)

ν = +

h W E c

La lacuna che lascia nell ’

atomo viene riempita da

elettroni pi ù esterni con emissione di raggi X

caratteristici (proprio quelli!)

Effetto Compton

E ’ un urto elastico tra un

fotone ed un elettrone

atomico esterno

L ’ elettrone viene espulso,

ed il fotone deviato di un

θ

certo angolo

Siccome il fotone cede

parte della sua energia

ν

= −

E h h

v

c all ’ elettrone, una volta

h

λ λ θ deviato avr à una frequenza

− = ⋅ −

(

1 cos )

m c pi ù bassa (lunghezza

e d ’ onda pi ù elevata)

Produzione di coppie

Se il fotone è abbastanza

energetico, passando

vicino al nucleo si

trasforma in un elettrone

ed in un positrone

(elettrone positivo)

Cio è

, l ’ energia si trasforma

in materia!

≥ 2

E 2 m c Il positrone potrebbe

ν e incontrare un elettrone ed

entrambi ritrasformarsi in

energia (annichilazione)

Importanza dei processi di interazione


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - durata 6 anni) (CASERTA, NAPOLI)
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I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher valeria0186 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica e Propedeutica Biofisica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Bismuto Ettore.

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