| 8406202 9216 1210 912 1ле фиксируется в виде светлых участков (1) и границ между тёмными участками (2).
Рис. 4, а. Схема топографирования в ши-роком параллельном пучке монохроматического рентгеновского излучения. От линейного фокуса щелями I и II формиру-ется параллельный пучок лучей, падающий на кристалл под брэгговским углом 2 0, и из дифрагированного пучка щелью III выделяется параллельный пучок, фиксируемый на фотопластинке. Для исследования больших кристаллов во время съёмки кристалл и фотопластинку можно синхронно перемещать.
Рис. 4, б. Топограмма монокристалла кремния, полученная по методу широкого параллельного пучка. Толщина кристалла 0,3 мм. Видны отдельные ростовые дислокации (тёмные линии). Фотоувеличение в 30 раз.
Линейное разрешение многих методов Р. т. составляет от 20 до 1 мкм, угловое разрешение - от 1' до 0,01". Чувствительность определяется контрастом в интенсивностях дифрагированных лучей от "удачно" и "неудачно" ориентированных областей и от "совершенных" и "искажённых" областей кристалла.
Методы Р. т. различаются по области используемых углов дифракции, по характеру выявляемых дефектов (макроскопич. дефекты, дефекты кристаллич. решётки), степени несовершенства и дефектности кристаллов, чувствительности и разрешающей способности. На рис. 1-5 приведены принципиальные схемы некоторых методов Р. т. и топограммы кристаллов, полученные этими методами. Преобразование рентгеновских изображений в видимые с последующей их передачей на телевизионный экран позволяет осуществлять контроль дефектности кристаллов в процессе различных воздействий на них при технологич. обработке или при исследовании их свойств.
Рис. 5, а. Схема топографирования кристаллов в узком параллельном пучке "на просвет" по методу Ланга. Рентгеновские монохроматические лучи от "точечного" источника выделяются узкой (0,1 мм) щелью так, что на кристалл попадает только из лучение Кa1. Дифракционное изображение выделяется второй щелью и фиксируется на фотопластинке. Монохроматичность излучения тем выше, чем больше расстояние А и меньше ширина щели S. Для больших кристаллов необходимо синхронное возвратно-поступательное перемещение кристалла и фотопластинки (щели при этом неподвижны).
Рис. 5, б. Топограмма .монокристаллов кремния, полученная по методу Ланга. Толщина кристалла 0,5 мм. Видны отдельные дислокации (d). Фотоувеличение в 38 раз.
Лит.: Иверонова В. И., Ревкевич Г. П., Теория рассеяния рентгеновских лучей, М., 1972; УманскийЯ. С., Рентгенография металлов, М., 1967; Лютцау В. Г., Ф и ш м а н Ю. М., Метод дифракционной топографии на основе сканирования в широком пучке рентгеновских лучей, "Кристаллография", 1969, т. 14, в. 5, с. 835; Р о в и н с к и и Б. М., Л ю т ц а у В. Г., ХанонкинА. А., Рентгенографические методы исследования структурных несовершенств и дефектов решетки в кристаллических материалах, "Аппаратура и методы рентгеновского анализа", 1971, в. 9, с. 3-35; Kozaki S., Нashizume H., Kohra К., High-resolution video display of X-ray topographs with the divergent Laue method, "Japanese Journal of Applied Physics", 1972, v. 11, Me 10, p, 1514. В. Г. Лютцау,
РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА, электровакуумный прибор, служащий источником рентгеновского излучения. Такое излучение возникает при торможении электронов, испускаемых катодом, и их ударе об анод (антикатод); при этом энергия электронов, ускоренных сильным электрич. полем в пространстве между анодом и катодом, частично преобразуется в энергию рентгеновского излучения. Излучение Р. т. представляет собой наложение тормозного рентгеновского излучения на характеристич. излучение вещества анода (см. Рентгеновские лучи). Р. т. различают: по способу получения потока электронов - с термоэмиссионным (подогревным) катодом, автоэмиссионным (острийным) катодом, катодом, подвергаемым бомбардировке положит, ионами и с радиоактивным (B) источником электронов; по способу вакуумирования - отпаянные, разборные; по времени излучения - непрерывного действия, импульсные; по типу охлаждения анода - с водяным, масляным, воздушным, радиационным охлаждением; по размерам фокуса (области излучения на аноде) - макрофокусные, острофокусные и микрофокусные; по его форме - кольцевой, круглой, линейчатой формы; по способу фокусировки электронов на анод - с электростатич., магнитной, электромагнитной фокусировкой.
Р. т. применяют в рентгеновском структурном анализе (рис. 1, а), спектральном анализе рентгеновском, дефектоскопии (рис. 1, б), рентгенодиагностике (рис. 1, в), рентгенотерапии, рентгеновской микроскопии и микрорентгенографии. Наибольшее применение во всех областях находят отпаянные Р. т. с термоэмиссионным катодом, водоохлаждаемым анодом, электростатич. системой фокусировки электронов (рис. 2). Термоэмиссионный катод Р. т. обычно представляет собой спираль или прямую нить из вольфрамовой проволоки, накаливаемую электрич. током. Рабочий участок анода - металлич. зеркальная поверхность - расположен перпендикулярно или под нек-рым углом к потоку электронов. Для получения сплошного спектра рентгеновского излучения высоких энергий и интенсивности используют аноды из Au, W; в структурном анализе пользуются Р. т. с анодами из Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag. Осн. характеристики Р. т.- предельно допустимое ускоряющее напряжение (1-500 кв), электронный ток (0,01 ма - 1 а), удельная мощность, рассеиваемая анодом (10- 104 вт/мм2), общая потребляемая мощность (0,002 вт - 60 кет) и размеры фокуса (1 мкм - 10 мм). Кпд Р. т. составляет 0,1-3%.
Рис. 1. Общий вид рентгеновских трубок для структурного анализа (а), дефектоскопии (б) и медицинской рентгенодиагностики (в).
Рис. 2. Схема рентгеновской трубки для структурного анализа: 1 - металлический анодный стакан (обычно заземляется); 2 - окна из бериллия для выхода рентгеновского излучения; 3 - термоэмиссионный катод; 4 - стеклянная колба, изолирующая анодную часть трубки от катодной; 5 - выводы катода, к которым подводится напряжение накала, а также высокое (относительно анода) напряжение; 6 - электростатическая система фокусировки электронов; 7 - анод (антикатод ); S - патрубки для ввода и вывода проточной воды, охлаждающей анодный стакан.
Лит.: Тейлор А., Рентгеновская металлография, пер. с англ., М., 1965; У м а н-с к и и Я. С., Рентгенография металлов и полупроводников, М., 1969; Шмелев В, К., Рентгеновские аппараты, М., 1973.
В. Г. Лютцау.
РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ, рентгеновское излучение, электромагнитное ионизирующее излучение, занимающее спектральную область между гамма- и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от 10-4 до 103 А (от 10-12 до 10-5см). Р. л. с длиной волны Л<2А условно наз. жёсткими, с Л>2 А - мягкими. Р. л. открыты в 1895 В. К. Рентгеном и названы им Х-лучами (этот термин применяется во многих странах). В течение 1895-97 Рентген исследовал свойства Р. л. и создал первые рентгеновские трубки. Он обнаружил, что жёсткие Р. л. проникают через различные материалы и мягкие ткани человеческого тела (это свойство Р. л. быстро нашло применение в медицине). Открытие Р. л. привлекло внимание учёных всего мира, и уже в 1896 было опубликовано св. 1000 работ по исследованиям и применениям Р. л. Электромагнитная природа Р. л. была предсказана Дж. Стоксом я экспериментально подтверждена Ч. Баркла, открывшим их поляризацию. В 1912 нем. физики М. Лауэ, В. Фридрих и П. Книппинг обнаружили дифракцию Р. л. на атомной решётке кристаллов (см. Дифракция рентгеновских лучей). В 1913 Г. В. Вулъф и независимо от него У. Л. Брэгг нашли простую зависимость между углом дифракции, длиной волны Р. л. и расстоянием между соседними параллельными атомными плоскостями кристалла (см. Брэгга - Вулъфа условие). Эти работы послужили основой для рентгеновского структурного анализа. В 20-х гг. началось применение рентгеновских спектров для элементного анализа материалов, а в 30-х гг.- к исследованию электронной энергетич. структуры вещества. В СССР в развитии исследований и применении Р. л. большую роль сыграл Физико-технический институт, основанный А. Ф. Иоффе.
Источники Р. л. Наиболее распространённый источник Р. л.- рентгеновская трубка. В качестве источников Р. л. могут служить также нек-рые радиоактивные изотопы: одни из них непосредственно испускают Р. л., ядерные излучения других (электроны или а-частицы) бомбардируют металлич. мишень, к-рая испускает Р. л. Интенсивность рентгеновского излучения изотопных источников на неск. порядков меньше интенсивности излучения рентгеновской трубки, но габариты, вес и стоимость изотопных источников несравненно меньше, чем установки с рентгеновской трубкой.
Источниками мягких Р. л. с X порядка десятков и сотен А могут служить синхротроны и накопители электронов с энергиями в неск. Гэв. По интенсивности рентгеновское излучение синхротронов превосходит в указанной области спектра излучение рентгеновской трубки на 2-3 порядка.
Естественные источники Р. л.- Солнце и др. космич. объекты.
Свойства Р. л. В зависимости от механизма возникновения Р. л. их спектры могут быть непрерывными (тормозными) или |
