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Bremsstrahlungsausbeute
 
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Liddokun



Anmeldungsdatum: 22.11.2010
Beiträge: 1

Beitrag Liddokun Verfasst am: 22. Nov 2010 11:34    Titel: Bremsstrahlungsausbeute Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo alle zusammen :-)

Also wie das Thema schon sagt geht es um die Bremsstrahlungsausbeute. Darunter versteht man allgemein, jenen Anteil der Elektronenenergie welcher bei vollständiger Abbremmsung von Elektronen in Bremmstrahlung umgesetzt wird. Dazu kommt nocheinmal ein Anteil charakteristischer Röntgenstrahlung.

Folgendes Problem:

Zur Abschätzung eine medizinischen Anlage, ist es notwendig eine mittlere Photonenenergie zu ermitteln. (Aufhärtung und Richtungsverteilung vernachlässigt). Hierfür sei eine Glühkathode gegeben mit Wehneltzylinder wobei eine Spannung zwischen Kathode und Anode anliegt von 150kV. Gemäß definition folgt daraus eine kinetische Energie der Elektronen von 150keV. Diese prallen nun auf ein Wolframtarget, und sollen vollständig abgebremst werden.

Das Problem:

1. nach ICRU37 wird immer der Begriff Elektronenenergie verwendet, was genau wird darunter verstanden ? (nur kinetische Energie oder totale Energie des Elektrons E=E0+Ekin ??)

2. Die Bremmstrahlungsausbeute ist nach ICRU37 gegeben, jedoch gibt es Gleichungen welche Näherungen des Verhältnisses zwischen Stoßbremsung und Strahlungsbremsung vorschlagen. Hierbei ist Scol/Srad = Z * E(MeV)/1400. Da das Ergebniss dieser Näherung stark abweicht von dem der Strahlungsausbeute, wüsste ich gerne ob sich diese beiden auf verschiedene Dinge beziehen.


Hoffe kann mir einer helfen, auch wenn man für das ganze schon ein bischen was zu dem Thema gehört haben muss ^^

Meine Ideen:
Ekin = m/2 * v² = U * Q = U*e0 =150keV

Scol/Srad = Z*E(MeV)/1400, bzw. Yrad = f(Material,E)
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 22. Nov 2010 20:42    Titel: Antworten mit Zitat

1. Normalerweise ist damit die Gesamtenergie gemeint, allerdings gibt es da immer unterschiede, das machen viele eben auch anders smile in deinem Fall sind 150keV nur die kinetische Energie, das ist auch die maximale Energie, die genutzt werden kann, wenn du keine Kernreaktionen mitberücksichtigst. Das heisst in deinem Fall ist wohl einfach mit 150 keV zu rechnen. Nur diese stehen ja für die Photoemission zur Verfügung.

2. Hierbei solltest du beachten, dass Näherungen imer nur für einen bestimmten Bereich oder Fall gültig sind, und auch genauer rausfinden, was genau wo eingesetzt wird. Gerade bei Strahlung sind die Formeln oft extrem vom Teilchen, Material und Energiebereich abhängig.
Mit welcher Gleichung hast du die jeweiligen Verluste berechnet und woher hast du die Näherung? Und vergleichst du auch immer Verlust mit Verlust und nicht mit Ausbeute? Je nach Terminologie können Verluste nämlich auch Ausbeute sein smile
O__O
Gast





Beitrag O__O Verfasst am: 23. Nov 2010 08:22    Titel: Antworten mit Zitat

Das mit der Terminologie ist schon richtig, man weiß leider manchmal nicht was die wie Definieren.

Also berechnet habe ich selber noch nicht, weil eben nicht ganz klar ist wie groß nun die Photonenenergie ist, die nach vollständiger Abbremsung vorliegt.

Die Bremstrahlungsausbeute sowie die Näherungsgleich habe ich aus

Krieger H.: Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz, Band 1 Grundlagen, 5. Auflage, Teubner Verlag, 2002

da steht eigentlich vielles zu dem Thema drin. Was mir halt persönlich ein bischen Kopfzerbrechen gibt, ist das ich bei 150keV elektronen selbst bei Wolfram vielleicht nur eine Ausbeute von 3 - 4 % habe. Das ist zwar realistisch, aber erscheint mir insgesamt ein bischen klein was rauskommt. Wenn ich mit der Gesamtenergie rechne, also Ruheenergie + kinetische, erhalte ich aufgrund der höheren Energie natürlich auch eine höhere Ausbeute und damit mehr Photonenenergie.
mayap



Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301

Beitrag mayap Verfasst am: 23. Nov 2010 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

Hm, ich hab grad mal in den Vorlesungsfolien nachgeschaut, ist leider auch schon wieder 2 Jahre her, aber ich habe gefunden, dass zumindest bei Blei die Bremsstrahlung erst ab ca. 7,5MeV dominiert. Darunter ist Energieverlust durch Ionisation sehr viel stärker.


Was ist denn bei dir Ausbeute? möchtest du wissen, wie viele Bremsstrahlphotonen du erhältst? Das sind in der Tat nur sehr wenige. 3-4% der Gesamtenergie in den Bremsstrahlphotonen sind da durchaus realistisch. Dann musst du auch auf jeden Fall mit der kin. Energie rechnen. die Ruheenergie ist am Ende ja noch immer erhalten.

Oder möchtest du wissen, wie viel Energie in Ionisierte Atome gesteckt wird? Das ist der Großteil.

Noch eine Frage zur Gleichung Scol/Srad = Z * E(MeV)/1400. Was ist da genau Scol und Srad? Und was stellt diese ins Verhältnis? Energie? Anzahl Stöße? Strahlungslängen?
O__O
Gast





Beitrag O__O Verfasst am: 23. Nov 2010 21:59    Titel: Antworten mit Zitat

ok sorry, das mit Scol und Srad hätte ich mal dazu schreiben sollen LOL Hammer

Also Scol ist Stoßbremsvermögen (col von collision) und Srad ist Strahlungsbremsung. Was die einzelnen sind, denke ich ist klar.

Scol/Srad ist also das Verhältnis von Stoßbremsung zu Strahlungsbremsung und ist ein Maß für den die Energie welche in Strahlung umgestzt wird.

Bremsstrahlungsausbeute auch Yrad abgekürzt; Darunter versteht man allgemein, jenen Anteil der Elektronenenergie welcher bei vollständiger Abbremmsung von Elektronen in Bremmstrahlung umgesetzt wird.

(siehe erster Eintrag von mir) Lehrer

Es ist klar, das nur der geringere Anteil der kinetischen Energie der Elektronen in Strahlung umgesetzt wird. Erst ab hohen Energien einiger MeV ändert sich dies. Ich werde mal ein paar Sachen noch prüfen was genau die Leute die diese Tabellen für Yrad machen unter Elektronenenergie verstehen.
o~O
Gast





Beitrag o~O Verfasst am: 29. Nov 2010 12:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ok mittlerweile habe ich heraus gefunden wie das nun funktioniert. Daher dachte ich mir ich schreibe mal die Lösung.

Also Yrad mit etwa 4% ist richtig, das ist der anteil der einfallenden kinetischen Energie welcher in Bremsstrahlung umgesetzt wird. Dies hat aber keinen Einfluss auf die Photonenenergien. Da sich bei den Comptonwechselwirkungen in erster Linie, eine nicht diskrete Verteilung ergibt, welche eine maximal Energie von 150keV aufweist. "denke ist klar, wenn 150keV reinkommt, kann man auch maximal diese Energie in Bremmstrahlung umwandeln bei einem Elektron". Als mittlere Photonenergie kann man zur Abschätzung die halbe Elektronenenergie nehmen.

Falls noch Fragen dazu gibt, immer raus damit Tanzen
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