Rentgenové záření je elektromagnetické záření o krátkých vlnových délkách v intervalu 10^-9 - 10^-13 m. Vzniká v rentgenkách zabrzděním rychle letících elektronů v těžkých kovech. Rozlišujeme 2 druhy rentgenového záření - brzdné a charakteristické.

Schématické znázornění rentgenky.

Brzdné rentgenové záření

Brzdné rentgenové záření vzniká náhlou změnou rychlosti (zabrzděním) pohybujícího se elektronu. Jestliže se primární elektron letící od katody rentgenky dostane do bezprostřední blízkosti atomového jádra materiálu anody, zakřivuje se jeho dráha a prudce se snižuje jeho rychlost v elektrostatickém poli atomového jádra v důsledku silného působení coulombovských sil. Část (nebo celá) kinetické energie, kterou při zabrzdění elektron ztratil, se přemění na foton rentgenového záření o odpovídající energii. Podle popsaného mechanizmu vzniku bylo toto záření pojmenováno brzdným rentgenovým zářením. Protože většina dopadajících primárních elektronů ztrácí různou část své energie nárazy na periferní elektronové vrstvy atomů anody, do silového pole se dostává směs elektronů o různých energiích. Při zabrzdění v elektrostatickém poli jádra ztrácí každý elektron také jiné množství své kinetické energie. Vznikají tudíž současně fotony rentgenového záření s nejrůznějšími vlnovými délkami. Proto je jeho spektrum spojité.

Schéma vzniku brzdného záření.

Charakteristické rentgenové záření

Charakteristické rentgenové záření vzniká při dopadu rychlých elektronů (elektronů s vysokou energií) na anodu (na obrázku označeno číslem 1). Přitom elektrony odevzdávají svojí kinetickou energii některému z elektronů vnitřní slupky elektronového obalu (na obrázku označeno číslem 2), což vede k jeho přemístění do vyšší energetické hladiny (excitace) nebo k úplnému vyražení z atomu (ionizace). Excitovaný nebo ionizovaný atom je nestabilní a stabilitu získává návratem do základního stavu (přechodem elektronu z vyšší energetické hladiny na uvolněné místo). Při přechodu z vyšší energetické hladiny na nižší energetickou hladinu se musí elektron zbavit přebytku energie. Příslušný rozdíl energie se vyzáří ve formě fotonu elektromagnetického záření, tzv. charakteristického rentgenového záření pro danou elektronovou vrstvu (na obrázku označeno číslem 3).

Charakteristické záření má čárové spektrum a jeho energie je závislá na materiálu anody.

Charakteristické a brzdné záření.

Interakce rentgenového záření s atomy prostředí jsou podobné jako u záření γ (fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl, tvorba elektron-pozitronových párů).