115. Rentgen nurlarining yutilishi

115. Rentgen nurlarining yutilishi

Yuqorida aytib oʻtilganidek, rentgen nurlarining eng ajoyib xususiyati ularning odatdagi yorug’lik oʻta olmaydigan moddalar orqali parron o’ta olishidadir. Rentgenning oʻzi ham bu nurlarning bu xususiyatini keng koʻlamda tadqiq etgan; buning uchun u bu nurlarning tekshirilayotgan modda qatlamidan keyingi yo’liga qo’yilgan fluoressensiyalanuvchi ekranning yorug’lik chiqarishini kuzatgan. Biror moddada Rentgen nurlarining yutilishi bu moddaning oddiy nurlarni oʻtkazishiga bog’liq emas ekanligini rentgenning o’zi topgan. Masalan, qora qog’oz yoki karton Rentgen nurlarini qalinligi oʻshanday boʻlgan shishadan, ayniqsa qo’rgoshin tuzlari aralashgan shishadan koʻra ancha kam yutadi.

Moddaning zichligi qancha katta boʻlsa, uning rentgen nurlarini yutish qobiliyati shuncha kuchli boʻladi; demak, qo’rg’oshin plastinkalari Rentgen nurlari oqimini qalinligi o’shalarnikidek bo’lgan alyuminiy plastinkalarga qaraganda kuchliroq zaiflashtiradi. Yutuvchi moddada og’ir elementlar atomlarining qanday birikma holida boʻlishidan qat’i nazar qatnashuvi Rentgen nurlarining yutilishi uchun juda muhimdir. Masalan, qoʻrgʻoshinli belilaning yupqa qatlami yoki qoʻrgʻoshin tuzlari aralashtirilgan shisha rentgen nurlarini yaxshi yutadi, chunki bunga bu moddalar tarkibidagi og’ir qo’rg’oshin atomlari sababchi boʻladi.

O’sha tadqiqotlarida Rentgen nihoyatda muhim boʻlgan boshqa bir faktni ham topgan: Rentgen bu faktdan biror holda ishlatiladigan nurlarni xarakterlash uchun foydalangan. Rentgen nurlarini ayni bir modda bu nurlarning hosil qilinish sharoitiga qarab turlicha yutishi ma’lum bo’lib qoldi. Koʻp yutiladigan nurlar yum- shoq nurlar deb, kam yutiladigan nurlar qattiq nurlar deb ataladi. Shunday qilib, nurlarning modda orqali oʻtish qobiliyati ularning qattiqlik darajasini ifodalaydi.

Odatda nurlarning qattiqligi ularning tayinli bir moddada (masalan, alyuminiyda) yutilish qobiliyatiga qarab aniqlanadi. Biroq boshqa moddalarning hammasida ham qattiqroq nurlar kamroq yutiladi (saylab yutilish deb ataladigan ba’zi hodisalar bundan mustasno bo’lib, bu hodisalar toʻgʻrisida biz keyinroq gapiramiz).

Rentgen nurlari yutilishining yanada tadqiq etilishi ular qattiqligining miqdoriy oʻlchovini aniqlashga imkon berdi. Rentgen nurlarining yutuvchi moddadan oldingi va undan keyingi intensivligini* oʻlchab, bu nurlarning yutilish qonunini ¹quyidagi munosabat ko’rinishida aniqlash mumkin:

bu yerda I - nurlanishning yutilishdan keyingi intensivligi, I₀ - yutuvchi moddaga tushayotgan nurlanishning intensivligi, d - yutuvchi qatlamning santimetr hisobidagi qalinligi, - nurning qattiqligini xarakterlovchi yutilish koeffitsiyenti.


d₀ ekanligi koʻrinib turibdi, bu yerda d₀ - nurlar intensivligini = 2,718 marta kamaytiradigan qatlamning qalinligi. Ba’zan Rentgen nurlarining qattiqligi ularning intensivligini ikki marta susaytiradigan tayinli bir moddaning (odatda al- yuminiyning) yutuvchi qatlami qalinligi orqali xarakterlanadi. Bu D qalinlik d₀ va bilan quyidagi soddagina munosabat orqali bog’langan:


D = 0,69d₀ = 0,69. (115.1)

Rentgen nurlarining qattiqligi xilma-xil boʻlishi mumkin. Alyuminiyda D ning qiymati 0,0006 dan 6 sm gacha oʻzgaradigan, ya’ni bu qiymat 10 000 marta oʻzgaradigan nurlar ishlatiladi.

Rentgen nurlari yutilish qobiliyatining va ular qattiqligining barcha baholanishini shu narsa qiyinlashtiradiki, trubka dan chiqadigan Rentgen nurlari juda bir jinsli bo’lmaydi, ya’ni bu nurlar qattiqligi turlicha boʻlgan nurlar iborat. Bu nurlarni yutuvchi modda orqali o’tkazib, biz yumshoqroq nurlarni tutib qolamiz va shu tariqa bir jinsliroq dasta hosil qilamiz. Filtrlashning bu metodi ancha qo’pol bo’lib, juda bir jinsli monoxromatik nurlar olishga imkon berolmaydi. Hozirgi vaqtda biz odatdagi to’lqin uzunliklari optikasidagi monoxromatizatsiya usullarida ishlashni bilamiz; bu metodlar qo’llanilganda deyarli monoxromatik Rentgen nurlari chiqariladi. Keyin bu nurlar difraksiya vositasida yana monoxromatizatsiya qilinadi. Monoxromatikligi jihatidan yorug'lik nurlaridan past boʻlmagan nurlar shunday qilib hosil qilinadi va ularning yutilish koeffitsiyenti mutlaqo tayinli fizik ma’noga ega boʻladi. Bunday monoxromatik nurlar uchun yutilish koeffitsiyenti yutuvchi moddaning zichligiga bog'liq boʻladi va taqriban olganda zichlikka proporsional deb hisoblash mumkin. Aniqroq aytganda, yutilish yutuvchi moddaning qatlam qalinligi birligidagi atomlari soni orqali belgilanadi. Bir atomdan boshqalariga oʻtilganda esa yutilish atom og'irlik ortishi bilan ortadi, toʻgrirogi, yutilish atom nomerining kubiga proporsional boʻlgani xolda atomning з nomeri ortishi bilan tez ortadi.

²
Rentgen nurlarining qattiqligi tushunchasini aniqlagan Rentgenning o'ziyoq qattiqlik Rentgen trubkasining rejimiga bog'liq ekanligini ko'rsatdi: anod bilan katod orasidagi potensiallar farqi qancha katta bo'lsa (bu potensiallar farqi elektronlarni tezlashtiradi), ya’ni anodta yog'iladigan elektronlarning tezligi qancha katta boʻlsa, rentgen nurlari shuncha qattiq boʻladi.

Shunday qilib, qizitilma katodli ayni bir trubka qattiqligi har qanday boʻlgan Rentgen nurlari olishga xizmat qila oladi; nurlar qattiqligi tezlatuvchi maydon bilan aniqlanadi (boshqariluvchi trubkalar). Bu turga qarashli trubkalarda potensiallar farqi ortishi bilan nurlarning qattiqligi tez ortadi. Tajribaning ko'rsatishicha, bunday trubkaning nurlarni yutishining oʻrtacha koeffitsiyenti anod bilan katod orasidagi V potensiallar farqining kubiga taxminan teskari proporsional, ya’ni

~ 1/V ³. (115.2)

• 
  1Yuqorida aytib o’tilganidek, Rentgen nurlarining intensivligini ularning metallarda yutilishida
  

Chiqadigan issiqlik miqdoriga qarab aniqlash

2 prinsip jihatidan olganda eng bevosita usul bo’lgani holda amalda ancha qiyindir. Rentgen nurlarining intensivligi ularning boshqa tur ta’sirlarini kuzatishga qarab ham o’lchanishi mumkin: ular tufayli yuzaga keladigan fluoressen-siya intensivligiga qarab , ular ta’siri ostida yuz beradigan fotoximiyaviy reaksiya tezligiga, jumladan, fotografiya plastinkasining qorayishiga qarab o’lchanishi mumkin. Eng yaxshi ishlab chiqilgani ionizatsion metod bo’lib, bu metodda Rentgen nurlari ionizatsion kamerada (qalin gaz qatlami, bunda og’ir gaz ishlatiladi) imkon boricha to’liq
yutiladigan qilinadi. Hozirgi vaqtda struktura analizida standart Rentgen qurilmalarida odatda Geyger schyotchiklari
qo’llaniladi.