raio x

Páginas: 8 (1841 palavras) Publicado: 12 de agosto de 2014
Espectro Característico e Monocromatização dos Raios – X: Alvo de Cobre

Clayton dos Santos
João Chrisóstomo Ribeiro
João Paulo Lopes
Waldo Ferreira

Introdução

Os raios – X são radiações eletromagnéticas que corresponde a uma faixa do espectro que vai desde 10nm a 0,1nm (ou 1,0 a 100Å). Acima dessa faixa temos os Raios Gama, cujos comprimentos de onda são menores que 0,1nm. Sãoconhecidos dois fenômenos distintos que podem produzir emissão de raios-X, quando um feixe de elétrons acelerados por uma diferença de potencial-ddp (KiloVolt -KV) incidem sobre um certo elemento material que serve de alvo.
O fenômeno do espalhamento de elétrons, este consiste no encurvamento da trajetória de um elétron incidente sobre um núcleo atômico (normalmente o alvo) provocando a emissão deraios-X. Este encurvamento promove uma desaceleração dos elétrons e, estes convertem parte de sua energia cinética em radiação fluorescente (raios-X) e calor. Como nem todos os elétrons são desacelerados de forma idêntica, a emissão de radiação aparece como um espectro contínuo chamado de radiação branca.
Já no salto quântico, quando a diferença de potencial V atinge um valor crítico Vc chamado depotencial de excitação (que depende do elemento ou material do alvo) os elétrons incidentes possuem energia cinética suficientes para, ao colidir com elétrons das camadas mais internas do elemento do alvo, expelirem estes elétrons deixando suas posições vacantes. Elétrons das camadas mais externas do elemento podem preencher estas posições vacantes liberando raios-X. Por exemplo, se um elétron dacamada K for retirado, elétrons da camada L, M, N, etc. podem preenchê-la, emitindo raios – X de diferentes comprimentos de ondas bem específicos.
Uma radiação muito importante para o estudo de raios-X é a radiação K, que acontece quando um elétron da camada L preenche uma vacância na camada K.
O espectro de raios X produzido desta forma depende do elemento do alvo (material) e é chamado deespectro característico. Assim o espectro de raios-X produzido por um difratômetro comercial é constituído por dois espectros superpostos: o espectro contínuo e o característico. Deve se salientar que, até agora foi comentado somente sobre a produção de raios-X e não sobre a identificação de materiais. Portanto o elemento alvo não deve ser confundido com o material a ser analisado.
Na prática damonocromatização dos raios-x, espectro de raios-X produzidos desta forma não apresentam utilidade para identificação de materiais, pois existem diferentes comprimentos de ondas com intensidades relativas consideráveis, que ao atingir um material cristalino qualquer poderiam ser responsáveis pelo fenômeno da difração. Desta forma é preciso selecionar um único comprimento de onda dentre os vários geradospelo difratômetro (normalmente seleciona-se o comprimento de onda mais intenso que é o K). Com base nas propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos diferentes materiais pode-se escolher um material que permita a passagem de comprimentos de onda igual a K. Por exemplo, quando utilizamos um alvo de cobre na produção de raios-X, o espectro é composto pelo espectro contínuo e pelo espectrocaracterístico, de pouca utilidade prática. Entretanto, quando incidimos os raios-X gerados pelo alvo de cobre com um filtro de níquel, este permite passar somente raios-X com comprimento de onda 1,5413A este sim com larga aplicação em engenharia de materiais. A este processo chamamos de monocromatização do feixe e ao comprar um equipamento de raios-X o elemento alvo e filtro já estãoestabelecidos.

Figura -1. Espectro de Raios-X continuo e característico tendo Molibid~enio (Mo) como alvo a 35KV, mostrando os picos de radiação K e K e K e K.
Na difração dos raios-x quando um feixe de raios-X monocromáticos incide sobre um material cristalino ocorre o fenômeno da difração. Imagine inicialmente que a incidência ocorra em um único átomo isolado. Os elétrons deste átomo ficarão...
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