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Röntgenstrahlen entstehen, wenn Elektronen mit hoher Geschwindigkeit auf Materie auftreffen (Bild 1.1). Auf diese hohe Geschwindigkeit werden die Elektronen im Vakuum der Röntgenröhre dadurch beschleunigt daß sie nach ihrem Austritt aus der Kathode, ein durch Röhrenspannung erzeugtes elektrisches Feld zwischen Kathode und Anode durchlaufen. In der Röntgendiagnostik liegt diese Röhrenspannung (meist kurz als ,k' oder kV-Wert" bezeichnet) im Bereich von 25 bis 150 kV (1 kV = 1000 Volt). Den Auftreffpunkt der Elektronen auf der Anode bezeichnet man als Brennfleck oder Fokus.
Ein Elektron, das von einer Spannung von 1 V beschleunigt wird, hat dadurch eine Energie von 1eV aufgenommen.
Bild 1.1
Erzeugung der Röntgenstrahlung im Brennfleck der Anode. Nach Durchlaufen des elektrischen Feldes der Röhrenspannung U prallen die Elektronen auf die Anode: dabei wird ihre kinetische (Bewegungs-) Energie in Röntgenstrahlung zu etwa 1 % und Wärme (zu etwa 99 %) umgewandelt.
Kontinuierliches Röntgensprektrum
Die Intensität der Röntgenstrahlung nimmt bei gleichbleibender Hochspannung mit der Ordnungszahl des verwendeten Anodenmaterials zu. Die Wellenlänge der entstehenden Strahlung ist aber unabhängig von der Natur des Anodenmaterials. Das nach des hier beschriebenen Vorgängen entstehende Röntgenspektrum, das Strahlen verschiedener Wellenlänge enthält, wird kontinuierliches Röntgensprektrum oder Bremsstrahlung genannt. In Analogie zum Licht spricht man auch von weißem Röntgenlicht.
Das charakteristische Röntgenspektrum
Wird die Beschleunigungsspannung soweit erhöht, daß die Energie der Elektronen
ausreicht um ein kernnahes Elektron aus einem Atom herauszuschießen, so überlagert
sich dem kontinuierlichen Röntgenspektrum eine Linienstrahlung. Die Wellenlänge dieser Strahlung ist charakteristisch für jedes Element und wird daher als charakteristische Röntgenstrahlung bezeichnet.
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