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特性X線 とくせいエックスせんcharacteristic X-ray

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

特性X線
とくせいエックスせん
characteristic X-ray

固有X線ともいう。X線を発する元素に特有な波長をもつX線。X線管から発生するX線は特性X線と連続X線とから成る。特性X線スペクトルには短波長側から順にK,L,M,…系列がある。各系列にはさらに α,β,… などの微細構造がある。銅では Kα1=0.154nm,Kβ2=0.138nm,Lα1=1.33nm,Lβ1=1.31nm である。特性X線の発生は原子スペクトルと同様で,高速電子の衝突によって原子の内殻電子 (エネルギー E1 ) が放出され,そこに外殻電子 (エネルギー E2 ) が落込むときに特性X線が生じる。その波長は hc/(E2E1) で与えられる ( h はプランク定数,c は光速度) 。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

特性X線
とくせいえっくすせん

各元素に固有な線スペクトルをもつX線で、固有X線ともいう。X線管などで高速の電子が陽極物質に衝突すると、特性X線と連続X線が放射される。特性X線は、物質内原子の内殻の電子が入射電子によりたたき出されてできた空孔に、外側の殻の電子が遷移して発生する。K殻に落ち込むときに放射されるX線の一群がK系列のスペクトルをつくる。同様にL系列、M系列などが続き、この順に波長が長くなる。L、M殻からK殻へ遷移するときはそれぞれKα線、Kβ線という。L、M殻などのエネルギー準位は微細構造をもつので、スペクトルはさらに近接した線に分かれる。なおKα線の強度はスペクトル中でもっとも大きいので、X線回折の実験によく使われる。
 特性X線の振動数νは、その放射にかかわる準位間のエネルギー差ΔEとボーアの振動数条件hν=ΔEの関係がある。したがってKα線の波長λKαはK、L殻の電子の束縛エネルギーをWK、WLとすれば、hc/λ=WK-WLで与えられる。またK系列のX線が放射されるためには、K殻の電子がたたき出されることが必要で、それに要する電子の最小の加速電圧VKはeVK=WKを満たし、励起電圧とよばれる。たとえば銅に対してはλ=1.54Å,VK=9.0kVである。特性X線のスペクトルは元素の原子番号に対して規則正しい関係(モーズリーの法則)があり、同一系列の特性X線の波長は原子番号が大きくなるとともに短くなる。
 物質に電子のかわりにX線やイオンを照射してもX線が発生する。X線照射の場合、特性X線だけが得られ、とくに蛍光X線とよばれる。イオン照射の場合、イオンは電子に比べて重いため制動放射はおこりにくく、連続X線の成分は少なく、ほとんど特性X線だけが生ずる。[菊田惺志]

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