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X線発生装置について疑問があります。 X線を発生させる際ターゲット(金属)に電...

yam********さん

2013/11/1419:06:22

X線発生装置について疑問があります。
X線を発生させる際ターゲット(金属)に電子をぶつけて、X線を発生させると学びました。
その際、発生するX線のエネルギーをコントロールするには

1.ターゲットを選択しての制御
2.電子をぶつける加速度による制御
があるときいたのですが、1,2はどういった場面で使い分けるのでしょうか!?

個人的な推測だと、エネルギーコントロールが、微小な際が1。大きな範囲で制御する時が2かなと
考えました。

よろしくお願いします。

補足解答ありがとうございます。
もう一歩わからないのですが、透過力を上げるために電圧を上げることはわかります。
その透過力を上げるために、ターゲットを変更して制御することはできないのですか?

自分でも調べてみますが、よろしかったら教えてください!!!

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cle********さん

編集あり2013/11/1611:31:40

X線を利用する機器の種類は多くそれぞれによってターゲットや印加電圧の選択基準が異なります。 その中の主要な応用目的として非破壊検査(工業用、医用透過)装置、X線回折装置、蛍光X線分析装置があります。

[透過X線装置]
工業用透過装置で使用するX線は連続X線(波長が長から短波長まで分布)ですので、X線発生効率の高く、融点の高い重金属が採用されます。 例えばタングステン。
医用X線装置も標準的には工業用と同じですが、マンモ―グラフのような場合は、モリブデン・ターゲットを使い、その特性線ほぼ19keVのX線を使用します。

印加電圧は最も短いX線波長を決めます。 波長が短いほど透過力が強いので、厚い金属を透過検査する場合などは印加電圧を高くします。 要は、検査対象の材質、厚みなどを考慮して印加電圧を決めます。

[X線回折装置]
原則、単色X線を使用します。 測定対象と目的に適した波長(特性X線)が得られるターゲットを選択します。 主に採用されるターゲットは、銅とモリブデンです。
印加電圧は特性X線の強度に関係します。 通常特性X線のエネルギーの3~5倍の電圧(20~60kV)を印加します。

[蛍光X線分析装置]
サンプルの元素分析に連続X線を照射してサンプルから発生する特性X線の波長を調べます。
サンプルの組成によって、特性X線が得やすく、線源の特性X線が重ならない(邪魔にならない)ターゲットを選びます。 たとえば、クロム、ロジウム、タングステンなどです。

印加電圧はサンプルの構成元素によって特性X線が得やすい電圧を選びます。 例えば、軽元素には高い電圧(短い波長)は必要ないなどです。


(補足へ)

ターゲットを代えることで透過力を変えることはできません。 最短波長はターゲット種に無関係で印加電圧だけに依存します。
最短波長λは、λ(Å) = 12.4/電圧(kV) で求められます。
連続線の強度は、I ∝ i(V^2)Zです。 Zは原子番号で、重金属ほど強度が強い連続X線が得られます。 タングステンは融点が高いので印加するパワーが大きくできます。 (X線になるのは入力電力の1%ぐらいで、ほとんどが熱になります。)

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