Механізм генерації характеристичного рентгенівського випромінювання
Отже, причиною виникнення цього випромінювання є утворення електронних вакансій у внутрішніх оболонках, обумовлене проникненням високоенергічних електронів глибоко всередину атома. Ймовірність того, що жорсткий електрон вступить у взаємодію, зростає зі збільшенням густини електронних хмар. Отже, найбільш імовірним буде зіткнення в межах щільно упакованих внутрішніх оболонок, наприклад, самій нижній К-оболонки. Тут атом іонізується, і в оболонці 1s утворюється вакансія.
Ця вакансія заповнюється електроном з оболонки з більшою енергією, надлишок якої несеться рентгенівським фотоном. Цей електрон може «впасти» з другої оболонки L, з третьої М і так далі. Так формується характеристична серія, в даному прикладі – До-серія. Вказівка на те, звідки походить вакансію заповнив електрон, дається у вигляді грецького індексу при позначенні серії. «Альфа» означає, що він походить з L-оболонки, «бета» – з М-оболонки. В даний час існує тенденція до заміни грецьких літерних індексів латинськими, прийнятих для позначення оболонок.
Інтенсивність альфа-лінії в серії завжди найвища – це означає, що ймовірність заповнення вакансії з сусідньої оболонки найвища.
Тепер ми можемо відповісти на питання, яка максимальна енергія кванта характеристичного рентгенівського випромінювання. Вона визначається різницею значень енергії рівнів, між якими відбувається перехід електрона, за формулою E = En2 – En1, де En2 і En1 – енергії електронних станів, між якими відбувся перехід. Найвище значення цього параметра дають переходи До-серії з максимально високих рівнів атомів важких елементів. Але інтенсивність цих ліній (висота піків) найменша, оскільки вони найменш вірогідні.
Якщо із-за недостатності напруги на електродах жорсткий електрон не може досягти До-рівня, він утворює вакансію на L-рівні, і формується менш енергійна L-серія з великими довжинами хвиль. Аналогічним чином народжуються наступні серії.
Крім того, при заповненні вакансії в результаті електронного переходу виникає нова вакансія у вищерозміщеної оболонці. Це створює умови для генерування наступної серії. Електронні вакансії переміщуються вище з рівня на рівень, і атом випускає каскад характеристичних спектральних серій, залишаючись при цьому іонізованим.
