{"id":14679,"date":"2019-12-29T20:11:37","date_gmt":"2019-12-29T20:11:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-rontgen-produktion-rontgenrohre-definition\/"},"modified":"2020-07-10T11:08:54","modified_gmt":"2020-07-10T11:08:54","slug":"was-ist-rontgen-produktion-rontgenrohre-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-rontgen-produktion-rontgenrohre-definition\/","title":{"rendered":"Was ist R\u00f6ntgen – Produktion – R\u00f6ntgenr\u00f6hre – Definition"},"content":{"rendered":"
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R\u00f6ntgenstrahlen k\u00f6nnen durch eine R\u00f6ntgenr\u00f6hre erzeugt werden, eine Vakuumr\u00f6hre, die eine Hochspannung verwendet, um die von einer hei\u00dfen Kathode freigesetzten Elektronen auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen.\u00a0R\u00f6ntgen – Produktion – R\u00f6ntgenr\u00f6hre<\/div>\n<\/div>\n
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Unter R\u00f6ntgenstrahlung<\/strong>\u00a0, auch\u00a0R\u00f6ntgenstrahlung genannt<\/strong>\u00a0, versteht man elektromagnetische Strahlung (keine Ruhemasse, keine Ladung) hoher Energien.\u00a0R\u00f6ntgenstrahlen sind energiereiche\u00a0Photonen<\/a>\u00a0mit kurzen Wellenl\u00e4ngen und damit sehr hoher Frequenz.\u00a0Die Strahlungsfrequenz ist der Schl\u00fcsselparameter aller Photonen, da sie die Energie eines Photons bestimmt.\u00a0Photonen werden nach den Energien von energiearmen Radiowellen und Infrarotstrahlung \u00fcber sichtbares Licht bis hin zu energiereichen R\u00f6ntgen- und\u00a0Gammastrahlen<\/a>\u00a0kategorisiert\u00a0.<\/p>\n

Die meisten R\u00f6ntgenstrahlen haben eine Wellenl\u00e4nge im Bereich von 0,01 bis 10 Nanometer (3 \u00d7 10\u00a016<\/sup>\u00a0Hz bis 3 \u00d7 10\u00a019<\/sup>\u00a0Hz), was Energien im Bereich von 100 eV bis 100 keV entspricht.\u00a0R\u00f6ntgenwellenl\u00e4ngen sind k\u00fcrzer als die von UV-Strahlen und typischerweise l\u00e4nger als die von Gammastrahlen.<\/p>\n

R\u00f6ntgen – Produktion<\/h2>\n

\"R\u00f6ntgenr\u00f6hre<\/a>Da\u00a0R\u00f6ntgenstrahlen<\/strong>\u00a0energiereiche\u00a0Photonen sind<\/a>\u00a0, die\u00a0elektromagnetischer Natur sind<\/a>\u00a0, k\u00f6nnen sie immer dann erzeugt werden, wenn geladene Teilchen (Elektronen oder Ionen) mit ausreichender Energie auf ein Material treffen.\u00a0Es \u00e4hnelt dem\u00a0photoelektrischen Effekt<\/a>\u00a0, bei dem beim Auftreffen auf die Metallplatte Photonen vernichtet werden k\u00f6nnen, die jeweils ihre\u00a0kinetische Energie<\/a>\u00a0an ein\u00a0Elektron<\/a>\u00a0abgeben\u00a0.<\/p>\n

R\u00f6ntgenstrahlen<\/strong>\u00a0k\u00f6nnen durch eine\u00a0R\u00f6ntgenr\u00f6hre erzeugt werden<\/strong>\u00a0, eine Vakuumr\u00f6hre, die eine Hochspannung verwendet, um die von einer hei\u00dfen Kathode freigesetzten Elektronen auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen.\u00a0Die Kathode muss erhitzt werden, um Elektronen zu emittieren.\u00a0Elektronen, die durch Potentialdifferenzen von Zehntausenden von Volt beschleunigt werden, zielen auf ein Metalltarget (\u00fcblicherweise aus Wolfram oder einem anderen Schwermetall) in einer Vakuumr\u00f6hre.\u00a0Je gr\u00f6\u00dfer die Spannung zwischen den Elektroden ist, desto h\u00f6her ist die Energie, die die Elektronen erreichen.\u00a0Beim Auftreffen auf das Ziel werden die beschleunigten Elektronen abrupt gestoppt und\u00a0r\u00f6ntgen<\/strong>und W\u00e4rme werden erzeugt.\u00a0Der gr\u00f6\u00dfte Teil der Energie wird in der Anode (die gek\u00fchlt werden muss) in W\u00e4rme umgewandelt.\u00a0Nur 1% der kinetischen Energie der Elektronen wird in R\u00f6ntgenstrahlung umgewandelt.\u00a0R\u00f6ntgenstrahlen werden \u00fcblicherweise senkrecht zum Weg des Elektronenstrahls erzeugt.<\/p>\n

Eine spezielle R\u00f6ntgenquelle, die in der Forschung immer h\u00e4ufiger eingesetzt wird, ist der Teilchenbeschleuniger, der Strahlung erzeugt, die als\u00a0Synchrotronstrahlung bekannt ist<\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn sich ultrarelativistisch geladene Teilchen durch\u00a0Magnetfelder<\/strong>\u00a0bewegen, m\u00fcssen\u00a0sie sich auf einem gekr\u00fcmmten Pfad bewegen.\u00a0Da sich ihre Bewegungsrichtung st\u00e4ndig \u00e4ndert, beschleunigen sie auch und emittieren Bremsstrahlung, in diesem Fall wird sie als\u00a0Synchrotronstrahlung bezeichnet<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

R\u00f6ntgenstrahlen k\u00f6nnen auch durch schnelle Protonen oder andere positive Ionen erzeugt werden.\u00a0Die protoneninduzierte R\u00f6ntgenemission oder die partikelinduzierte R\u00f6ntgenemission wird h\u00e4ufig als Analyseverfahren verwendet.<\/p>\n

Weiche und harte R\u00f6ntgenstrahlen<\/h2>\n

R\u00f6ntgenstrahlen<\/strong>\u00a0werden \u00fcblicherweise durch ihre maximale Energie beschrieben, die durch die Spannung zwischen den Elektroden bestimmt wird.\u00a0R\u00f6ntgenstrahlen mit hoher Photonenenergie (\u00fcber 5\u201310 keV) werden als\u00a0harte R\u00f6ntgenstrahlen bezeichnet<\/strong>\u00a0,\u00a0R\u00f6ntgenstrahlen<\/strong>\u00a0mit niedrigerer Energie (und l\u00e4ngerer Wellenl\u00e4nge) als\u00a0weiche R\u00f6ntgenstrahlen<\/strong>\u00a0.\u00a0Aufgrund ihres Durchdringungsverm\u00f6gens werden harte R\u00f6ntgenstrahlen h\u00e4ufig verwendet, um das Innere von visuell undurchsichtigen Objekten abzubilden.\u00a0Die am h\u00e4ufigsten gesehenen Anwendungen sind in der medizinischen Radiographie.\u00a0Da die Wellenl\u00e4ngen harter R\u00f6ntgenstrahlen der Gr\u00f6\u00dfe von Atomen \u00e4hnlich sind, eignen sie sich auch zur r\u00f6ntgenkristallographischen Bestimmung von Kristallstrukturen.\u00a0Im Gegensatz dazu absorbieren weiche R\u00f6ntgenstrahlen leicht Luft.\u00a0Die D\u00e4mpfungsl\u00e4nge von 600 eV R\u00f6ntgenstrahlen in Wasser betr\u00e4gt weniger als 1 Mikrometer.<\/p>\n

R\u00f6ntgenspektrum – charakteristisch und kontinuierlich<\/span><\/h2>\n

\"R\u00f6ntgenspektrum<\/a>Bei R\u00f6ntgenstrahlen, die von einer R\u00f6ntgenr\u00f6hre erzeugt werden, variiert der Teil der Energie, der in Strahlung umgewandelt wird, von Null bis zur maximalen Energie des Elektrons, wenn es auf die Anode trifft.\u00a0Die maximale Energie des erzeugten R\u00f6ntgenphotons wird durch die Energie des einfallenden Elektrons begrenzt, die gleich der Spannung an der R\u00f6hre mal der Elektronenladung ist, sodass eine 100-kV-R\u00f6hre keine R\u00f6ntgenstrahlen mit einer Energie von mehr als 100 erzeugen kann keV.\u00a0Wenn die Elektronen auf das Ziel treffen, werden R\u00f6ntgenstrahlen durch zwei verschiedene atomare Prozesse erzeugt:<\/span><\/p>\n