Princip

Rentgenové záření je ionizující elektromagnetické záření, proud fotonů, o energii řádově desítek až stovek keV. Typické rozmezí vlnových délek je 10^-12 až 10^-8 m.

Jako zdroj rentgenového záření se používá tzv. rentgenek neboli Coolidgových trubic. Jedná se o skleněné evakuované trubice obsahující wolframovou anodu a žhavenou katodu. Na elektrody je přiváděno vysoké napětí (řádově 10-100 kV). Vysoká teplota katody umožňuje termoemisi elektronů, které jsou přiváděným napětím vysoce urychlovány a dopadají na anodu. Tam prudce ztrácejí svou kinetickou energii, která se mění z 0,1 % v energii emitovaných fotonů rentgenového záření a z 99,9 % v teplo. Anoda musí být intenzivně chlazena vodou nebo rotací, při které se neustále mění místo dopadu elektronového svazku. Charakteristický zvuk provázející rentgenové vyšetření je způsobován právě rotující anodou. Takto vzniká brzdné záření, které má spojité energetické spektrum.

Dalším mechanismem je vznik záření charakteristického. Dopadající elektrony mohou vyrazit některý elektron z nejvnitřnějších vrstev K nebo L, čímž vzniká neobsazené místo, které je okamžitě obsazeno jiným elektronem z vnějších vrstev. Při těchto přeskocích je uvolňováno značné množství energie ve formě fotonů rentgenového záření s energií rovné energetickému rozdílu mezi elektronovými hladinami. Toto záření má proto čárové energetické spektrum, které je závislé na materiálu anody.

Intenzita rentgenového záření závisí na počtu elektronů dopadajících na anodu. Lze ji měnit nastavením velikosti elektrického proudu protékajícího rentgenkou.

Elektron o náboji e (1,602.10^-19 C) získá v elektrostatickém poli s potenciálovým rozdílem U potenciální energii E_P podle vzorce:

E_P = U.e

Tato energie je přeměněna v kinetickou energii E_K:

E_P = E_K = U.e = .m.v²

Pro rychlost v elektronu o hmotnosti m při dopadu na anodu pak platí:

E = h.f = U.e

Tato energie je charakterizována nejkratší možnou vlnovou délkou fotonu l_min:

c = l_min.f =

kde h je Planckova konstanta (6,626.10^-34 J.s) a c rychlost šíření světla ve vakuu.