Röntgen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

wikipediassa oli tollanen kuva:


Röntgenputken osat:

* K Hehkulanka josta irtoaa lämittettäessa elektroneja (katodi).
* A Pysäytyslevy johon suurinopeuksiset elektronit törmäävät (anodi).
* Ua Kiihdytysjännite.
* Uh Hehkujännite.
* X Röntgensäteily.

Elikkä toi ois "Vanhanaikainen vesijäähdytteinen röntgenputki".. oisko mitenkää mahdollista tehä ite? wikipediassa ei noita aineita tms. selitetty oikeestaan ollenkaa, eikä toiminta periaatetta. Eli millainen ton pysäytyslevynkin pitäis olla?

Eli, onko mitenkään mahdollista rakentaa tollasta?

Sivut

Kommentit (50)

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005
Petteriih
Elikkä toi ois "Vanhanaikainen vesijäähdytteinen röntgenputki".. oisko mitenkää mahdollista tehä ite?

Totta hemmetissä on, tekihän Röntgenkin putkensa "ihan ite". Ja jokuhan niitä putkia tekee edelleen. Tarvitset "vain" lasinpuhaltajan taitoja, sopivat osat ja tyhjöpumpun. Toimiakseen röntgenputki tarvitsee hehkututspiirin katodin lämmittämiseksi ja korkeajännitelähteen elektronien kiihdyttämiseksi, mutta ne tuskin ovat kovin suuri ongelma.

Käsittääkseni röntgenputken anodiin ei tarvita mitään yliluonnollista materiaalia, koska röntgensäteily syntyy suurenergisten elektronien jarruuntuessa anodin materiaalissa.

Vierailija

Tuollainen röngenputki on kohtuullisen helppo valmistaa itse jos tietää mitä tekee. Tosin en itse rakentaisi koska en halua syöpää.

Hehkulangan eli kuumakatodin materiaalilla ei ole muuta väliä paitsi sen on kestettävä se lämpötila. Yleensä ne ovat jotain wolframia tms. Ja törmäyslevyksi riittää lähes mikä vaan metallilevy. Levyn valinta voi vaikuttaa spektrin muotoon mutta tuskin mitään tarkkuusmittauksia teet.

Toimintaperiaate.

Kuumakatodi ajaa samaa asiaa kuin esim CRT näytön kuumakatodi. Eli se lämmitetään jolloin siitä irtoaa elektroneja (Elektronien kineettinen energia riittää silloin ylittämään materiaalin työfunktion).

Kymmenien kilovolttien jännite-ero kiihdyttää elektronit hyvinkin suuriin nopeuksiin kohti anodia. Törmätessään anodiin ne jarruuntuvat eli tulee klassista jarrutussäteilyä (Bremsstrahlung). Tämän lisäksi on myös elektronien siirtyminen eri energiatasoilla mistä tulee aineesta riippuvia piikkejä spektriin. Tässä spektrissä on selkeä korkein taajuus (eli korkein energia joka tulee kun elektroni pysähtyy lähes kokonaan heti) ja siitä sitten alaspäin ~kaikkia taajuuksia. Anodia pitää siksi jäähdyttää sillä tämä tietenkin lämmittää anodia ja aika rajusti. Muuten se sulaisi.

Spektrin maksimitaajuuden voit laskea olettamalla että kaikki elektronin kineettinen energia muuttuu yhdeksi fotoniksi. esim 10kV potentiaalin yli kuljettuaan elektronilla on 10keV energiaa. Eli fotonin energia on myös sama. Taajuus on sitten energia jaettuna plancin vakiolla eli v = p/h. Tosin tämä on siis ehdoton maksimi spektrissä eikä se todennäköisin taajuus. Todennäköisin taajuus on tästä hieman alempana. Energiaa / taajuus käyrä näyttää vähän valaalta. Eli hidas nousu, sitten nopea lasku maksimitaajuuden kohdalla.

Jos rakennat tämänlaisen laitteen se pitää myöskin lupatarkastuttaa sillä se lähettää ionisoivaa säteilyä. Täten se on erittäin tarkkojen määräysten alainen.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005
Petteriih
nii ja millaselle materiaalille se kuva tulee jos haluan sellasia ottaa? normaali filmipaperi tjsp?

Sanottakoon vinkkinä, että Röntgenillä tuskin oli käytettävänään mitään erityistä Röntgen(tm)-filmipaperia ensimmäisiä kuvia ottaessaan, vaikka nykyään todennäköisesti käytetäänkin jotain aivan erityistä röntgenkuville optimoitua filmiä.

Vierailija

Anodi materiaalina käytetään esim volframia, molybdeenia tai rhodiumia (Z=45), joista toi volframi taitaa olla käytetyin. Esim Buchberg& al. kirjassa "The essential physics of medical imaging" on nämä materiaalit ilmoitettu.

Kuvan voi tallentaa filmille jossa hopea "halideja" (= silver halids) myös digitaalinen tallentaminen onnistuu mutta latteisto on hintava.

Tällaista laitetta ei kannata väsätä kuin valvotuissa olosuhteista. Tällaisen laitteen haluussapitoon pitää olla lupa STUKilta koska se on säteilylähde!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005

Pysäytyslevyn voi tehdä vaikka kuparista, joka on halpaa ja helposti saatavaa. Se on yleinen materiaali tutkimuskäytössä. Se antaa muistaakseni jotain 8 keV:n fotoneja. Spektriin tulee myös jatkuva osa jarrutussäteilystä, joka aiheutuu ihan vain elektronien hidastumisesta. Sen osuus kasvaa korkeilla kiihdytysjännitteillä. Esimerkiksi lääketieteellisissä laitteissa käytetään muistaakseni aika korkeita jännitteitä verrattuna röntgendiffraktiotutkimuksiin. Katodin saa lampun hehkulangasta. Lyö vain lampun kuvun rikki ja liittää sen röntgenputkeen. Putkeen pitää imeä tyhjiö, mihin tarvitaan tyhjiöpumppu.

Tässä yhteydessä on syytä korostaa röntgensäteilyn vahingollisuutta. Se on syytä ottaa vakavasti röntgenleikeissä. En suosittele kuvaamaan omia ruumiinosiaan, enkä ylipäätään puuhastelemaan röntgenputken kanssa ilman että se on parin millin pellin takana. Aika vähän röntgenputkella lienee huvikäyttöä, mutta toki se on mielenkiintoinen harrastusprojekti tehdä.

salai
Seuraa 
Viestejä7264
Liittynyt17.3.2005

Viime yönä luin juuri tuosta juttua Ilmari Jäämaan Nuorten kokeilijain ja keksijäin kirjasta (1958 painos). Siellä sanotaan "Pieniä röntgenputkia saanee ostaa kojeliikkeistä".

Tuossa huonossa kuvassa (skanneri rikki, otettu kännyllä) on kytkentä:

Eli itserakennettu Ruhmkorffin kipinäinduktori (tein itsekin aikoinani), muutama kondensaattori ja röntgenputki. Tuollainen "kojeliikkeestä ostettu pieni röntgenputki" ei ole näköjään vesijäähdytteinen, mutta voihan siitä ottaa osat ja puhaltaa itse sen vesijäähdytyksen siihen lasista.

Kirjassa neuvotaan myös varjostimen teko, koska "kaupoissa myytävät bariumplatinacyanurilla sivellyt paperikortit" ovat kalliita. Varjostinta varten hankitaan rohdoskaupasta "pieni määrä kalsiumwolframaattia". On hyvä mainita samalla, mihin tarkoitukseen sitä käyttää.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Vierailija

Koulufysiikkaa (Fysikka 5, Lehto ja Luoma):

Valosähköilmiössä säteilykvantin energia hf kuuluu:

hf = W0 + Ek, jossa

W0 elektronin irrottaminen metallista
Ek elektroninen kineettinen energia

Eräitä irrotustöitä W0(esim):
----
cesium 1.94
natrium 2.28
kalsium 3.1
sinkki 4.34
rauta 4.63
platina 5.66

anodin materiaalin energiapotentiaaleista tulos kyllä riippuu:

”The sharp peaks constitute the X-ray line spectrum for the anode material and will differ for different materials.”

EN SUOSITTELE LEIKKIMISTÄ RÖNTGENPUTKILLA

Vaarallisia asioita!

Röntgenastronomia on turvallisempi harrastus.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005
HSTa

Valosähköilmiössä säteilykvantin energia hf kuuluu:

hf = W0 + Ek, jossa

W0 elektronin irrottaminen metallista
Ek elektroninen kineettinen energia

Eräitä irrotustöitä W0(esim):




Valosähköinen ilmiö ei liity röntgenputkiin kerrassaan mitenkään. Valosähköisessä ilmiössä fotonit irroittavat elektroneja metallihilan fermitasolta. Irroitustyöt ovat muutamia elektronivoltteja. Röntgenputkessa elektroni potkaisee 1s-elektronin (esimerkiksi, muitakin transitioita luonnollisesti tapahtuu, mutta 2p-1s -transition K_alpha -viivat lienevät yleisimmin käytettyjä) pois. Joku muu elektroni putoaa tuon paikalle ja emittoi alkuaineelle ja transitiolle luonteenomaisen röntgenfotonin. Näiden energiat ovat kilovoltteja tai kymmeniä kilovoltteja.

Röntgenastronomia on turvallisempi harrastus.

Ei röntgenastronomiakaan taida olla ihan tavallisen kuluttajan harrastus. Kaukoputkia vielä työntekijän palkoilla ostelee, mutta röntgensatelliitti ei oikein istu harrastebudjettiin.

Vierailija

Tässä on kuva miltä aallonpituusjakauma näyttää.

Siinä on terävät piikit jotka johtuvat anodin materiaalista ja sitten pehmeä taustaspektri jarrutussäteilystä.

Pikainen lasku osoittaa että 35keV energialla fotonin aallonpituus olisi noin ~0.0354nm eli sama missä tuo kuvaaja loppuu. Juuri kuten odotettu.

Vierailija
Neutroni
HSTa

Valosähköilmiössä säteilykvantin energia hf kuuluu:

hf = W0 + Ek, jossa

W0 elektronin irrottaminen metallista
Ek elektroninen kineettinen energia

Eräitä irrotustöitä W0(esim):




Valosähköinen ilmiö ei liity röntgenputkiin kerrassaan mitenkään. .

No johan on omituinen väite! Näyttää että sinua, Neutroni, vaivaa jonkinlainen murrosikäinen uhmamieli.

“In the formula below, V is the potential across the X-ray tube, f(max) is the highest frequency.”

Tämä on valosähköisen ilmiön klassinen peruskaava, jonka juuri annoin

Ek(e) = eV = h * f(max)

Jos et tätä hyväksy, niin herää epäilys että et ymmärrä mitään mutakaan.

Vierailija
HSTa

No johan on omituinen väite! Näyttää että sinua, Neutroni, vaivaa jonkinlainen murrosikäinen uhmamieli.

“In the formula below, V is the potential across the X-ray tube, f(max) is the highest frequency.”

Tämä on valosähköisen ilmiön klassinen peruskaava, jonka juuri annoin

Ek(e) = eV = h * f(max)

Jos et tätä hyväksy, niin herää epäilys että et ymmärrä mitään mutakaan.

Valosähköinen ilmiö ei itsessään liity röntgenputkiin. Tuo ei ole valosähköisen ilmiön peruskaava vaan normaali yksittäisen fotonin energian kaava. Jos se on pakko liittää ilmiöön missä sitä ensimmäistä kertaa käytettiin niin sitten se on mustan kappaleen säteilyn peruskaava.

Tämä on vähän sama asia kuin sanoisi että p = mv on törmäyksien peruskaava. No kyllä sitä niissäkin käytetään mutta se on jotain paljon yleisempää.

Vierailija
Raivomielen Unet
HSTa

No johan on omituinen väite! Näyttää että sinua, Neutroni, vaivaa jonkinlainen murrosikäinen uhmamieli.

“In the formula below, V is the potential across the X-ray tube, f(max) is the highest frequency.”

Tämä on valosähköisen ilmiön klassinen peruskaava, jonka juuri annoin

Ek(e) = eV = h * f(max)

Jos et tätä hyväksy, niin herää epäilys että et ymmärrä mitään mutakaan.




Valosähköinen ilmiö ei itsessään liity röntgenputkiin. Tuo ei ole valosähköisen ilmiön peruskaava vaan normaali yksittäisen fotonin energian kaava. Jos se on pakko liittää ilmiöön missä sitä ensimmäistä kertaa käytettiin niin sitten se on mustan kappaleen säteilyn peruskaava.

Tämä on vähän sama asia kuin sanoisi että p = mv on törmäyksien peruskaava. No kyllä sitä niissäkin käytetään mutta se on jotain paljon yleisempää.


Valosähköinen ilmiö

http://fi.wikipedia.org/wiki/Valos%C3%A ... ilmi%C3%B6

Valosähköinen ilmiö tarkoittaa sähkömagneettisen säteilyn (valo) kykyä irrottaa elektroneja pinnoista

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat