Røntgenstråling fra tape!

[Morten Jødal]

Vidste I, at almindelig klar tape kan give voldsomme elektriske udladninger, når tapen rives af rullen?
Hvis afrivningen foregår i vakuum, kommer der endda røntgenstråling i betydeligt omfang.
Se denne video fra Nature:
http://www.disclose.tv/action/viewvideo/10588/X_Rays_from_Sellotape/
Den er efter min opfattelse lidt langtrukken i begndelsen (og i det hele taget ret lang), men bliver særdeles spændende et stykke henne.
Røntgenstrålingen registreres kraftigt på en geigertæller, og en af forskerne tager et røntgenbillede af en finger på almindelig tandlægefilm. Udtyret er en rulle tape og en mekanisk afrivningsenhed monteret i et vakuumkammer!

Som tilgift berører den flere af de emner, vi har drøftet i tråden "Fysikkens love brudt!".
Men jeg har valgt at begynde en ny tråd for ikke at forplumre den gamle yderligere.

[Kusco]

Er det ikke samme fænomen vi kender fra kuverter ?
Det lys limen i flappen afgiver når man åbner en kuvert, istedet for at bryde kanten.

[chrismark]

Dette har også været debateret på www.ing.dk
http://ing.dk/artikel/92628-overraskede-forskere-et-traek-i-taperullen-giver-superbillige-roentgenbilleder?highlight=R%F8ntgenstr%E5ling
Marek.

[harbst]

Morsomt at læse artiklen fra nøren. Den er også fuld af misforståelser.

Når ladede partikler accelereres tilstrækkeligt stærkt vil man få en stråling Traditionelt i røntgenøret kalde bremseståling fordi den opstår når katodestrålen bremses af anoden.
Korteste bølgelængde svarer til elektronernes energi, som ved vakuum er givet ved spændingen over røret. Derfor angivelse af røntgenstrålings bølgelængdefordeling i kV.

Hvis energienskal være høj ( kort bølgelængde) er det nødvendigt med vacuum. ellers er fri middelvejlængde for kort til at opnå den høje energi. Øget spænding uden vacuum vil bare resultere i en gnist anden type udladning.
Vd atmosfæretryk er jeg overbevisk om at tapeafrulning kun giver buskudladninger med almindeligt lys og ingen røntgen

[JMA]

atmosfæretryk er jeg overbevisk om at tapeafrulning kun giver buskudladninger med almindeligt lys og ingen røntgen

Hvis tapen, er produceret under vacuum, således der intet luft er, mellem lagene, skulle man vel tro, at afrivningen sker under vacuum, og luft først kommer til umiddelbart efter røntgenstrålingen er afgivet?

[Morten Jødal]

Det er ikke korrekt.
Pointen er, at løsrevne elektroner indeholder energi - åbenbart nok til, at der kan udløses et røntgenkvant. Men energien i den hurtige elektron konverteres først til strålingskvanter, når elektronen rammer "noget".
Hvis dette "noget" er en valenselektron i et frit luftmolekyle, er chancen meget stor for, at kun en lille del af energien afgives, og så får vi i stedet mange strålingskvanter med længere bølgelængde (fx synligt lys).
Traditionelle røntgenrør virker ved, at en kobberplade (oftest dette metal, andre er mulige) bombarderes med hurtige elektroner, og det samme kan åbenbart ske med løsrevne elektroner fra afrivning af tape.

[harbst]

Jeg vil kun supplere Morten udmærkede alternative forklaring med,  at det ikke er nødvendigt at højenergielektronerne skal ramme noget.  Det er nok at de accelereres. Foreksempel ved en kraftig lokal afbøjning. Metoden bruges til at danne røntgenstråling fra en elektroncyklotron.
Et "knæk" på banen og man har en veldeffineret røntgenkilde. Bedre defineret og mere koncentreret end i røntgenrøret.

Når røntgenrørets bremseanode er af kobber er det- så vidt jeg ved- for bedre at kunne lede varmen væk. Den er overtrukket af et tungere grundstof som wolfram eller  molybdæn.

[SuperClaus]

http://www.antonine-education.co.uk/Physics_A2/Options/Module_6/Topic_7/X-ray_Tube.gif


Jeg kan tilføje at "bremseanoden" i et moderne røntgenrør roterer af hensyn til køling/for at undgå brændmærker.

[Morten Jødal]

Når røntgenrørets bremseanode er af kobber er det- så vidt jeg ved- for bedre at kunne lede varmen væk. Den er overtrukket af et tungere grundstof som wolfram eller  molybdæn.

Røntgenrør kan være lavet af forskellige metaller, og metallets art er et af de to kriterier for, hvor hård røntgenstråling man får - accellerationsspændingen er det andet.
Jeg er slet ikke inde i, hvilke metaller man foretrækker til diverse kliniske anvendelser; mine egne erfaringer stammer fra krystallografi, og da foretrak vi næsten altid et kobberrør, helt præcist anvendte vi linien Cu-K_alfa.
Til kliniske anvendelser er det sjældent nødvendigt med monokrom stråling, man anvender i stedet det kontinuerte spektrum, som vi omhyggeligt filtrerede fra.

Udover røntgenrør med metalbelægning og acceleration ved afbøjning opstår røntgenstråling også som bremsestråling fra elektroners kollision med andre materialer, herunder glas. Fænomenet er bedst kendt fra billedrør i gammeldags fjernsyn og computerskærme.

Dermed har vi vist dækket de mest udbredte kilder i dagligdagen - og det er sandsynligt, at tape-generatoren er mest beslægtet med billedrøret.

P.S. Røntgenstråling kan IKKE hverken afbøjes eller i væsentlig grad svækkes af rosenkvarts - men det er da en ganske køn sten at have liggende på sin computerskærm! 

[Morten Jødal]

I mit forrige indlæg forsøgte jeg at indsætte et græsk alfa - med copy-paste, som Mikael Boldt har vist os.
Jeg kan konstatere, at det nok ser rigtigt ud i preview, men erstattes af et ? i den endelige udgave. Så I må tænke jer til det!