Charakteristische Röntgenstrahlung


Eine von zwei Arten von Röntgenstrahlung


Basiswissen


Röntgenstrahlung besteht aus sehr energiereichen Photonen (Quanten). Diese Photonen stammen niemals aus einem Atomkern. Sie entstehen immer durch Elektronen außerhalb des Kerns. Es werden zwei Arten der Entstehung unterschieden: Bremsstrahlung und die charakteristische Strahlung. Letztere wird hier kurz vorgestellt.

Was ist die charakteristische Röntgenstrahlung?


◦ Das ist Röntgenstrahlung die aus Elektronenübergängen in Atomhüllen entsteht.
◦ Nur so entstandene Strahlung nennt man charakteristisch.
◦ Sie ist ein Linienspektrum der Röntgenstrahlung.
◦ Jedes chemische Element hat ein eigenes Spektrum.

Wie entsteht die Strahlung?


◦ Elektronen in Atomhüllen können verschiedene Energieniveaus einnehmen.
◦ Statt von Energieniveaus spricht man hier auch von Schalen.
◦ Schalen nah am Atomkern nennt man innere Schalen.
◦ Zunächst wird ein Elektron aus einer inneren Schale herausgeschlagen.
◦ Dadurch ist ein Elektronen-Platz einer inneren Schale frei geworden.
◦ Ein Elektron einer äußeren Schale fällt dann auf diesen Platz "herunter".
◦ Bei diesem Herunterfallen sendet das fallende Elektron ein Röntgenphoton aus.
◦ Das fallende Elektron kann dabei aus verschiedenen der äußeren Schalen stammen.
◦ Je größer die Fallhöhe des Elektrons, desto energiereicher ist das erzeugte Photon.
◦ Der Energieinhalt eines Photons ist proportional zu seiner Wellenlänge.
◦ So entstehen also Röntgenstrahlen mit unterschiedlichen Energieniveaus.
◦ Für jede Fallhöhe ein bestimmtes Energienievau bzw. eine bestimmte Freuquenz.
◦ Zur Umrechnung Frequenze-Energie, siehe auch => Photonenenergie

Was ist charakteristisch an der Strahlung?


◦ Charakteristisch heißt so viel wie: typisch für
◦ Die Strahlung ist typisch für bestimmte chemische Elemente.
◦ Die Spitzen (Peaks) liegen für jedes Element bei anderen Frequenzen.
◦ Kennt man die Frequenzen, die spitze Peaks ergeben, dann kann ...
◦ man daraus auf das erzeugende Element Rückschlüsse ziehen.

Was bedeutet K-Alpha, L-Beta und so weiter?


◦ Diese Bezeichnung beinhaltet zwei Informationen:
◦ Sie beginnt mit einem Großbuchstaben: K, L, M, N, O etc.
◦ Das gibt an: aus welcher Schale wurde ursprünglich ein Elektron entfernt
◦ Auf diese Schale fällt dann anschließend auch ein Elektron von oben hinein.
◦ Der zweite Buchstabe ist immer ein grieschischer: alpha, beta, gamma etc.
◦ Er gibt an: wie viele Schalen fällt das obere Elektron nach unten
◦ K-alpha heißt also: Ursprünglich wurde ein Elektron aus der K-Schale geschlagen.
◦ Dann fiel ein Elektron eine Schale nach unten und füllte die Lücke wieder auf.
◦ Dieses fallende Elektron stammte damit also aus einer Schale höher als die K-Schale.
◦ Das herunterfallende Elektron stammte also aus der L-Schale.
◦ Zielschale ist K, Herkunft eins darüber => K-alpha Strahlung
◦ Zielschale ist K, Herkunft zwei darüber => K-beta Strahlung
◦ Zielschale ist L, Herkunft eins darüber => L-alpha Strahlung
◦ Zielschale ist K, Herkunft zwei darüber => L-beta Strahlung