O que são Raios-X?

Raios-x

A radiação x surge quando a matéria é irradiada com um feixe de partícula carregada de alta energia ou fótons. Quando o elemento alvo, ânodo de cobre, é bombardeado por elétrons de alta energia o espectro chamado do contínuo é obtido como mostra a Fig. 1. A figura mostra o espectro quando o tubo de raios-X é operado a 8,5, 25 e 50kV, respectivamente. A banda larga do espectro é a radiação do contínuo (chamada de bremsstrahlung ou radiação branca) produzido pela desaceleração pelos elétrons do átomo alvo, uma carga desacelerada emite energia. O menor comprimento de onda da radiação do espectro contínuo tem uma relação com o máximo de potencial de aceleração do elétron V.

λmin(Å)=hc/V=12,398/V

 

onde h é a constante de Planck e c é a velocidade da luz.

 

O espectro característico

Quando a voltagem de um tubo de raios-X aumenta para a um certo valor crítico, característico de um alvo metálico, pico intenso e bem estreito aparece a certos comprimentos de onda sobreposto ao espectro contínuo. Desde que esses picos sejam estreitos e desde que os comprimentos de onda são característico do metal alvo, eles são chamados de linhas ou radiação característica. A produção de radiação característica é baseada na interação entre o elétron do átomo e a partícula incidente. A partícula incidente pode ser fótons de raios-X, raios gama ou prótons. Se a energia da partícula for maior que a energia do elétron, ligado ao núcleo, este pode ser removido da sua posição original deixando o átomo no estado chamado ionizado. Esses elétrons, chamado de fóton-elétron, sairá do átomo com energia igual a E-ϕ, i.e., igual a diferença de energia E da partícula incidente e a energia de ligação ϕ do elétron. A Fig. 2 mostra o fóton-elétron ejetado saindo do átomo com uma energia igual a E-ϕK. Neste processo é criada uma vacância no nível K que pode ser preenchida por um elétron que se encontra num orbital mais externo, p.ex. do nível L. Nessa transferência de elétron de nível produzirá fóton de raios-X com energia Eraios-X igual a ϕK-ϕL.

 

Extraido dos Livros

  • Ron Jenkins and Robert L. Snyder, Introduction Powder Diffractometry, Volume 138 in Chemical Analysis, John Wiley & Sons, Inc. (1996)
  • Leonid V. Azároff, ”Elements of X-ray crystallography”, McGraw-Hill Book Company (1968)

 

Written by

J.M. Sasaki (Doutor) É professor associado III do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (Fortaleza/CE) desde 1995. Doutorado pelo Instituto de Física "Gleb Wataghin" no ano de 1993 e desde 1996 vem utilizando o Método Rietveld na caracterização de materiais policristalinos. Atualmente trabalha na caracterização de cristais por difração de raios-X usando radiação síncrotron, teoria dinâmica da difração e na síntese de nanopartículas. Coordenador do Laboratório Multi-Usuários em Nanotecnologia/CNPq.

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