Bremsstrahlung

آزاد دائرۃ المعارف، ویکیپیڈیا سے
Jump to navigation Jump to search

Bremsstrahlung جرمن زبان کا لفظ ہے جس کے معنی ہیں "بریکنگ ریڈی ایشن"۔ یہ لفظ ایکس رے کے طیف سے متعلق استعمال ہوتا ہے۔

ایکس رے ٹیوب میں جب تیز رفتار الیکٹرون کی رفتار گرتی ہے تو مختلف فریکوئنسی کی ایکس رے وجود میں آتی ہیں۔ اس خاکے میں ایکس رے کے فوٹون کو ہری لکیر کی شکل میں دکھایا گیا ہے جبکہ لال رنگ سے ایٹمی مرکزہ ظاہر کیا گیا ہے۔۔

ایکس رے ٹیوب میں بہت زیادہ وولٹیج کی مدد سے الیکٹرون کو نہایت تیز رفتار بنایا جاتا ہے اور پھر اسے ٹنگسٹن یا تانبے سے بنے ٹارگٹ (anode) سے ٹکرایا جاتا ہے۔ ٹارگٹ عموماً ایسی دھاتوں سے بنائے جاتے ہیں جن میں پروٹونوں کی تعداد (Z) کافی زیادہ ہوتی ہے۔ جب یہ تیز رفتار الیکٹرون ٹنگسٹن یا تانبے میں داخل ہوتا ہے تو ٹنگسٹن میں پہلے سے موجود الیکٹرون کا منفی (negative) چارج آنے والے الیکٹرون کو بڑی شدت سے دھکیلتا ہے جب کہ ایٹمی مرکزوں (nucleus) کا مثبت چارج آنے والے الیکٹرون کی سمت اور رفتار بدل دیتا ہے۔ اس طرح آنے والے الیکٹرون کو بریک لگنی شروع ہو جاتی ہے۔ طبیعیات کے قوانین بتاتے ہیں کہ جب الیکٹرون کی ولاسٹی (رفتار) کم ہونے لگتی ہے تو اس کی توانائی بھی کم ہونے لگتی ہے۔[1] قانون بقائے توانائی کے مطابق یہ توانائی کسی اور شکل میں ظاہر ہونی چاہیے۔ ایکس رے ٹیوب میں یہ توانائی ایکس رے کے فوٹون میں تبدیل ہو جاتی ہے۔

جب ایک تیز رفتار الیکٹرون کو اچانک بریک لگتی ہے تو ایکس ریز جنم لیتی ہیں۔

عام نظر آنے والی روشنی کے برعکس ایکس ریز کی فریکوئنسی ایک ہزار سے دس ہزار گنا زیادہ ہوتی ہے۔

اگر آنے والا الیکٹرون براہ راست ٹارگٹ کے کسی مرکزے کی سمت بڑھے تو اس کی رفتار انتہائی تیزی سے گرتی ہے اور نتیجے میں زیادہ سے زیادہ توانائی کا فوٹون جنم لیتا ہے۔ لیکن بیشتر الیکٹرون براہ راست مرکزے سے ٹکرانے کی بجائے مرکزے کے نزدیک سے گزرتے ہیں جس سے خارج ہونے والے فوٹون کی توانائی کچھ کم ہو جاتی ہے اور الیکٹرون میں کچھ توانائی بچ جاتی ہے جو اگلی کسی ٹکر پر فوٹون کی شکل میں خارج ہوتی ہے۔
سب سے زیادہ توانائی کی ایکس رے خارج کرنے کے لیے ایکس رے ٹیوب کی وولٹیج بڑھانی پڑتی ہے۔ مثلاً اگر ایکس رے ٹیوب پر وولٹیج 120 کلو الیکٹرون وولٹ ہوں گے تو خارج ہونے والے سب سے طاقتور فوٹون کی توانائی بھی 120kev ہو گی۔ اسے Duane-Hunt کی حد کہتے ہیں۔[2] باقی سارے ایکس رے کے فوٹون اس سے کم تر توانائی کے حامل ہوں گے۔ عموماً زیادہ تر فوٹون سب سےطاقتور فوٹون کی ایک تہائی توانائی رکھتے ہیں۔[3]

Bremsstrahlung کا مظاہرہ ایکس رے ٹیوب کے علاوہ بھی دیکھا جا سکتا ہے۔ مثلاً جب کوسمک ریز زمین کی فضا میں داخل ہوتی ہیں تو Bremsstrahlung کی وجہ سے اپنی کچھ توانائی کرہ فضائی کو منتقل کر دیتی ہیں۔ اسی طرح سورج سے نکلنے والے تیز رفتار الیکٹرون جب سورج کی فضا سے گزرتے ہیں تو کروموسفیئر نامی منطقہ میں طاقتور ایکس رے میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔[4]
تیز رفتار الفا ذرات اور نیوٹرون بھی ایکس رے پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں مگر ان کی یہ خاصیت الیکٹرون کے مقابلے میں نہایت کمزور ہوتی ہے۔

Characteristic X-Rays[ترمیم]

ایک ایکس رے ٹیوب جو 60 ہزار وولٹ پر استعمال ہو رہی ہے اور جس میں رہوڈیئم بطور ٹارگٹ استعمال کیا گیا ہے۔ خارج ہونے والی ایکس رے bremsstrahlung کے مطابق مسلسل طیف بناتی ہیں۔ مگر رہوڈیئم کے K شیل کی وجہ سے دو عمودی لکیریوں کا اضافہ ہو جاتا ہے جو ہر عنصر میں الگ الگ طول موج (فریکوئینسی) رکھتی ہیں۔ دونوں عمودی لکیریں bremsstrahlung کا حصہ نہیں ہیں۔ دائیں طرف والی عمودی لکیر Kα کہلاتی ہے جبکہ بائیں جانب والی عمودی لکیر Kβ کہلاتی ہے۔ Kβ کی توانائی Kα سے زیادہ ہوتی ہے مگر شدت کم ہوتی ہے۔

bremsstrahlung کا طیف مسلسل ہوتا ہے مگر اس میں موجود دو یا زیادہ عمودی لکیریں bremsstrahlung کا حصہ نہیں ہوتیں بلکہ ان عناصر کی Characteristic X-Rays کہلاتی ہیں جن سے ٹارگٹ بنا ہوا ہوتا ہے۔[5] ان کی مدد سے کسی دھات میں موجود مختلف عناصر کی بڑی درست حد تک پہچان آسانی سے کی جا سکتی ہے۔ Kα کی لکیر اس وقت بنتی ہے جب آنے والے تیز رفتار الیکٹرون K شیل میں موجود الیکٹرون کو ٹکر مار کر نکال باہر کرتے ہیں۔ نزدیکی شیل L سے ایک الیکٹرون نیچے اتر کر اس خالی جگہ کو پُر کرتا ہے اور اس طرح خارج ہونے والی ایکس رے سے Kα کی عمودی لکیر وجود میں آتی ہے۔[6] لیکن اگر K شیل کو بھرنے والا الیکٹرون L شیل کی بجائے M شیل سے آئے تو Kβ کی عمودی لکیر ظاہر ہوتی ہے جو توانائی میں تو Kα سے زیادہ ہوتی ہے مگر شدت کے لحاظ سے کمزور ہوتی ہے۔

element line wavelength (nm) element line wavelength (nm) element line wavelength (nm) element line wavelength (nm)
Li 22.8 Ni 1 0.1658 I 1 0.3149 Pt 1 0.1313
Be 11.4 Cu 1 0.1541 Xe 1 0.3016 Au 1 0.1276
B 6.76 Zn 1 0.1435 Cs 1 0.2892 Hg 1 0.1241
C 4.47 Ga 1 0.1340 Ba 1 0.2776 Tl 1 0.1207
N 3.16 Ge 1 0.1254 La 1 0.2666 Pb 1 0.1175
O 2.362 As 1 0.1176 Ce 1 0.2562 Bi 1 0.1144
F 1,2 1.832 Se 1 0.1105 Pr 1 0.2463 Po 1 0.1114
Ne 1,2 1.461 Br 1 0.1040 Nd 1 0.2370 At 1 0.1085
Na 1,2 1.191 Kr 1 0.09801 Pm 1 0.2282 Rn 1 0.1057
Mg 1,2 0.989 Rb 1 0.09256 Sm 1 0.2200 Fr 1 0.1031
Al 1,2 0.834 Sr 1 0.08753 Eu 1 0.2121 Ra 1 0.1005
Si 1,2 0.7126 Y 1 0.08288 Gd 1 0.2047 Ac 1 0.0980
P 1,2 0.6158 Zr 1 0.07859 Tb 1 0.1977 Th 1 0.0956
S 1,2 0.5373 Nb 1 0.07462 Dy 1 0.1909 Pa 1 0.0933
Cl 1,2 0.4729 Mo 1 0.07094 Ho 1 0.1845 U 1 0.0911
Ar 1,2 0.4193 Tc 1 0.06751 Er 1 0.1784 Np 1 0.0888
K 1,2 0.3742 Ru 1 0.06433 Tm 1 0.1727 Pu 1 0.0868
Ca 1,2 0.3359 Rh 1 0.06136 Yb 1 0.1672 Am 1 0.0847
Sc 1,2 0.3032 Pd 1 0.05859 Lu 1 0.1620 Cm 1 0.0828
Ti 1,2 0.2749 Ag 1 0.05599 Hf 1 0.1570 Bk 1 0.0809
V 1 0.2504 Cd 1 0.05357 Ta 1 0.1522 Cf 1 0.0791
Cr 1 0.2290 In 1 0.3772 W 1 0.1476 Es 1 0.0773
Mn 1 0.2102 Sn 1 0.3600 Re 1 0.1433 Fm 1 0.0756
Fe 1 0.1936 Sb 1 0.3439 Os 1 0.1391 Md 1 0.0740
Co 1 0.1789 Te 1 0.3289 Ir 1 0.1351 No 1 0.0724

مزید دیکھیے[ترمیم]

بیرونی ربط[ترمیم]

حوالہ جات[ترمیم]

  1. Bremsstrahlung animation
  2. Bremsstrahlung X-ray generation
  3. Bremsstrahlung by Dr Patrick Rock and Dr J Yeung et al.
  4. Bremsstrahlung: Encyclopaedia Britannica
  5. hyperphysics
  6. Characteristic X-Rays