CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 95 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1958
ПОГЛОЩЕНИЕ РЕНТГЕНОВЫХ ЛУЧЕЙ В КРИСТАЛЛАХ ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ СОЛЕЙ
А. Д. ЩЕЛОКОВ
(Представлено профессором доктором А. А. Воробьевым) Пучок рентгеновых лучей 7 (фиг. 1) с углом расхождения 5—6° от рентгеновой трубки 1, пройдя фильтры 3 и 4 (0,3 мм Си-(-+0,6 мм А1) и отверстие 5 диаметром 3 мм в свинцовой плите 6 толщиной 12 мм, падал на ионизационную камеру 8 типа АГ, ток которой измерялся усилителем постоянного тока УсДД-Б. Характеристики лучей: напряжение на трубке 102 кв, эффективная длина
о
волны кЭфф --0,22 А, разнородность 1г = 1,38 [6], минимальная гра-
о
ничная волна = 0,12 А.
Образцы 9, помещаемые на пути луча 7, представляли собой пластинки -0,5X0,5 выколотые из монокристаллов щелочно-га-лоидных солей с толщинами й от 0,3 до 12 мм.
Измерялись в относительных единицах начальная интенсив- 16 ность луча /о (без образца) и интенсивность после прохож-
<М
юг пё
фильтр мм Си *0.6 г^^ ЯС
Фиг. 1. Схема установки для определения поглощения рентгеновых лучей в твердых телах
Фиг. 2. Кривые поглощения рентгеновых лучей в кристаллах щелочно-галоидных со-
лей, 1эфф =0,22А, Ь=1,38
{0
0.6 оМ
дения образца—У, по которым строились кривые зависимости ^У/У0от й, представленные на фиг. 2. По наклону кривых определялись линейные коэффициенты поглощения эффективные в интервале толщин О -г- 1 мм, и по [а находились массовые коэффициенты поглощения (р—плотность), которые в порядке возрастания помещены в табл. 1. Для сравнения в таблице дан ¡л/р для меди, измеренный в тех же условиях.
Таблица 1
о
Массовый коэффициент поглощения при \эфф — 0,22 А
Кристаллы [x/p в еле2 ¡г Плотность [j в г\см? Молекулярный вес М в г/моль Энергия кристаллической решетки Ер в эв Константа поглощения С. 10~3
1 LiF 0,176 2,60 25,94 10,56 0,2165
2 NaCl 0,38 2,18 58,54 7,93 1,095
3 KCl 0,545 1,99 74,56 7,23 1,755
4 КВг 2,152 2,73 119,02 6,94 7,274
5 NaBr 2,00 3,21 102,91 7,55 7,770
6 RbCI 2,56 2,74 120,94 6,95 8,295
7 KJ 5,11 3,12 166,02 6,55 21,95
8 Cu 1,54 8,93 63,54 5,96
Для сопоставления изменения u/p с изменением других характеристик в табл. 1 даны плотность, молекулярный вес, энергия решетки и константа поглощения С (о ней см. дальше).
Как видно из таблицы, ^/р щелочно-галоидных кристаллов не имеет линейной зависимости от плотности; с ростом энергии кристаллической решетки ¡х/р в общем уменьшается для тяжелых солей быстро, для легких —медленно (фиг. 3).
Согласно фиг. 2, испытанные кристаллы по поглощению делятся на 3 группы (3 семейства кривых).
Полученные значения р/р для щелочно-галоидных солей удовлетворительно описываются приближенной формулой:
р/р = 1,95 . Ю-2. X2,8 .С, (X < (1)
(2)
„ л А 7 2.58 1 Л 7 2,58
где Q_ £4
Лу+А,
о
X — длина волны поглощаемых лучей в А; Ах и А2 — атомные веса составляющих соль атомов; Ъл и Ъг — порядковые номера в табл. Менделеева. Формула (1) получена на основании формулы Глокера [2] для массового коэффициента фотоэлектрического поглощения и закона аддитивности [1—5] при следующих допущениях и условиях: 1) для рентгеновых лучей с энергией квантов меньше 350—400 кэв можно считать суммарный коэффициент поглощения у равным коэффициенту фотоэлектрического поглощения т (;.а~т); 2) длины волн рентгено-
с
вых лучей от 0,34 до 0,03 А меньше всех длин волн границы К-полосы
поглощения (\с) атомов, составляющих щелочно-галоидные соли (X < X,).
Величина С (2), будучи безразмерной константой для данного вещества, характеризует поглощательную по отношению к рентгено-лучам способность вещества и в отличие от р/р не зависит от X.
о
для щелочно-галоидных солей в интервале —от 0,3 до 0,03 А.
Фиг. 3. Связь fx/p и константы поглощения С щелочно-галоидных кристаллов с энергией решетки. (----о- _о-------)—теоретические, (ОтД,п,х)—эк-
о
спериментальные, 1эфф =0,22 А.
Массовый коэффициент поглощения у/р при Х = const линейно зависит от С.
Константу поглощения С (2) можно представить так:
C = PlZ^ + = (3)
где Pi и р2 — весовые доли атомов, составляющих молекулу щелоч-но-галоидной соли.
Число Z-эфф, согласно (3), можно трактовать как эффективное (по отношению к поглощению) число электронов в молекуле, поскольку порядковые номера Zt и Z2 атомов физически означают числа электронов в составляющих атомах.
%!>ФФ практически равно аддитивно полученному числу электронов Zad = P\Zi-\-P2
Константа С, следовательно, определяется, согласно (3), эффективным числом электронов в молекуле вещества.
В табл. 2 приведены для всех щелочно-галоидных солей константы поглощения С и числа ZЭфф.
По возрастанию поглощения щелочно-галоидные соли, согласно
Таблица 2
^\тялоид МЕТАЛЛ \ 9 ^ 1900 17 35+S3 35 53 J 126,92
3 6 J 1 8,04 0,2165 ** 15,8*1 1,2 S3 10 34.12 9075 i8 5200 26,73
11 No J 2 Ю.19 0,3977 л 3 15,00 ÎÛ95 ^ 8 32,30 7 770 16 L'19,60 23,86
19 ^39,0961 5 /6.68 №¿1 6 1QJ2 i?55 e 7 31/fO * i*?88 21,95
37 Пвш " skhz 9,150 9 33,06 8t295 12 36.1? 10,50 . ' 0
H <9 52?k 2708 <7 50,68 2772 15 ¿49,21 22 99 20 5370 2958 .
. К лнзч
К ТЯ5ЛНЧ£
7
Cufyièor,
Элеме*
ma Й
2-чис/ю электронов 8 атоме (порядковый N° В таблице Менделеева). Я- атомный аес
п 1эф СЮ3
ф - СОЛЬ, начинавшая ¿руппу, Ш-Соль. кончающая ¿руппу. Л-Угло/. разделяй)щие spyn/>ùi
-3
f ce
л - порядковый Л/s à ряде поглощения Z эф- эсрсрекг^иО-ное число элек-Гпроноб Ô М0Л9КЦП?,
С- константа поглощения.
Ш ,
Т% 3 Н Ь 6 7 8 $ ЮН & ПЩ5*61718192а Порядковый номер & ряде поглощения '.
Фиг. 4. Величина константы поглощения С ще-лочно-галоидных солей в зависимости от номера в ряду поглощения. Последний разбивается по величине к/р на 4 группы- пропорциональ-
но О)
(1) или (2), располагаются в ряд, распадающийся на 4 группы, что представлено на фиг. 4.
Удовлетворительное согласие формулы (1) с опытными данными представлено на фиг. 5 и 6.
Отклонение экспериментальной кривой 2 (фиг. 5) от вычисленной по (1) лрямой 3 в области больших С объясняется недостаточной мо-
СЧО"3
Фиг. 5. Зависимость р./р щелочно-галоидных кристаллов от константы поглощения С. Для лучей,
далеких от монохроматических лучей, с Хэфф =
0,34 А кривые 4—вычисленная и 1 —экспериментальная. Для лучей, более близких к монохроматическим скэфф— 0,22 А кривые 3 — вычисленная, 2— экспериментальная.
Шг
г
в
4
г
о
и NQ К Rß Cs Состав
ооо -Вычисленныеß/p 1 ГПЯ > - о 2i5Ъ
ххх -экспериментальные ju/pJ У 3<Р- " 4-иодиды , 2-бромиды, з-фториды, 4 -хлориды .
Фиг. 6. Зависимость ¡х/р щелочно-галоидных солей от состава. На уровне иодидов — IV группа кристаллов; на уровне бромидов — III группа и т. д.
иохроматичностью использованных лучей. Для лучей, далеких от монохроматичности, расхождение еще большее (кривая 1—экспери-
зоо
FceßzJFce&jfcedvJ rceßzJ FCEBVÜ
ментальная, 4 — вычисленная по (1). Величина ^/р для Ю, найденная из фиг. 1 для толщины й, близкой к нулю (при этом фильтрация лучей в КЛ почти отсутствует), дает экспериментальную точку, смещающуюся с кривой 2 на вычисленную 3. Смещение опытной величины и./р для №Вг в сторону меньших значений, чем требуется согласно ряда поглощения из (1) (фиг. 4), объясняется сильной гигроскопичностью №Вг, который в момент измерения в комнатной атмосфере частично расплывался и уменьшал толщину.
В табл. 2 обращает на себя внимание определенная закономерность в нарастании величин ¿Эфф или С (а следовательно, и и- р) с изменением состава.
ЛИТЕРАТУРА
1. Корсунский М. И. Физика рентгеновых лучей, ОНТИ, М.—Л, 1936.
2. Г л о к е р Р. Рентгеновые лучи и испытание материалов, ГИТТЛ. М.—Л,
1932.
3. Аглинцев К. К. Дозиметрия монизирующих излучений, ГИТТЛ, М.-—Л, 1950.
4. Порой ков И. В. Физические основы дозиметрии рентгеновских лучей ГИС и Р, М.—Л, 1934.
5. Хараджа Ф. Н. Общий курс рентгенотехники, ГЭИ, 1956.
6. Гречишкин С. В. Основы рентгенотерапевтической практики; Медгиз» 1952.
ОПЕЧАТКИ
Стр. О ф^ка Напечатано Следует чнтам,
3 11 СИ. 10 !|; 10 - «
9 9 сп. 5.10-9 сек 5*10-9 сек
11 1 св. 2 --ь- 3 . Юк — сек 2 : 3-10-» а /.
29 6 СИ. 10-'* СМ; сек 10,; см ¡сек
29 2 сп. большой больший
30 3 см. 10 « сек 10-е сек
32 6 СИ. спаянности спайности
34 17 св. 10 - сек 10-8 сек
34 3 сп. 10 6 сек 10 « сак
3! 1,5 св. 10 -1 - 10 сек 10-4.-10-1 сек
34 19 св. 10 ^ и 10 6 см сек 10-« сек и 1С" сми\-к
56 форм. 9 ! В конце фигурной скобки следует — 1.
65 3 сп. формулу | форму
91 5 сн. 1350 ом и Г< т ^ 30 кам !\т 1350 ом Кт 30 ком
107 6 св. ~ - 10 сек - — Ю-о сек
100 10 си. образцов микротвердости образцов
!П 1 сн. Е
112 ■УЛГ. 9, !У СЕ ноле однородное поле неоднородное
По 12 сн. Винчелла Винчелл
123 7 с к. спаянность спайность
128 40 мол'1,, 90 мол %
!?() 1 СИ. а 11 гене а тангенса
217 15 сн. При введении примесей гнпл При введении примесей в твер-
внедрения дые растворы типа внедрении
218 ■JA сп. Измерялась зависимость | Определялась заинсимоегь
219 8 св. хлористый рубидий ]> бромистый калий
219 22 сп. хранения из монокристаллов хранения монокристаллов
220 фи г. 2 В точке начала координат слева по оси $ следует
поставить — 12
228 } С!?. ы раженпе выражение
228 5 сн. о г да тогда
228 6 св. арфора ! фарфора
228 7 сп. каркасном в каркасном
228 8 сн. етальной детальной
228 16 сн. гат\гшек катушек
228 форм. 3 Q Q
242 , 2 сн. Из фиг. 1 Из диаграмм ы плавкости
244 ; íl — 12 с и. рентгенограммы смещены рентгенограммы сплава смещены
251 ; 24 св. с ионизованном с ионизированным
301 | 7 сп. ионизирующих ионизирующих
302 18 сн. -процентного 50-процентного
300 9 сн. 95üi у монокриста л л а 95°.о плотности монокристалла'
325 24 сн. группы ! ÍI группы
332 6 СП. К)т — Ю8 ом сек 10? — 10« см ¡сек
343 1 1 сн. „438 -1" „ИЗВ—í-
394 3 с и. Со Со-
Изв. i ТПИ. т. 95
