X射線是用高能電子撞擊高原子序數(shù)的重金屬靶(鎢)而轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的。
X射線與物質(zhì)作用的形式與γ射線的基本相同,有較強的穿透力。
γ射線發(fā)射的是單能光子,它在材料中的穿透以單指數(shù)形式衰減。而電子打靶產(chǎn)生的X射線,發(fā)射的是具有連續(xù)能譜分布的光子,其最高能量等于電子的能量,它在材料中的穿透以準指數(shù)形式(一系列指數(shù)衰減的疊加)衰減。
一、X射線的穿透深度
X射線的穿透深度與電子能量有關(guān),5MeV電子打靶產(chǎn)生的X射線對水的1/10減弱層厚度分別為39cm,60Co對水的1/10減弱層厚度為31cm。
IAEA等國際組織規(guī)定,X射線對食品的輻照應(yīng)用,能量必須小于5MeV的能量上限,今后可能放寬到7.5MeV。因為過高能量的電子產(chǎn)生的X射線,通過光核反應(yīng)在輻照的食品中會產(chǎn)生感生放射性,對人體健康是有害的。
二、X射線的能量分布
X射線的能量分布與入射電子的能量有關(guān),X光子的最大能量等于入射電子的能量,高能量的X光子數(shù),隨電子能量的增加而增加。但對3種不同電子能量的X射線來說,它們的峰值能量都在0.3MeV,基本都是相同的。
三、X射線的角分布
X射線的發(fā)射主要集中在電子束的前進方向,而且能量越高相對越集中,這種效應(yīng)加強了X射線在吸收材料中的穿透,并且有利于提高輻照能量的利用率。
四、X射線的轉(zhuǎn)換效率
電子對X射線的轉(zhuǎn)換效率與入射電子能量及靶材料有關(guān)。實驗表明,金屬鈦是最佳的靶材料,它有最高的X射線轉(zhuǎn)換效率。入射電子的能量E越高,轉(zhuǎn)化效率也高,5-10MeV的電子,轉(zhuǎn)化效率為8.2-16.2%。
作為X射線源,它同時具有γ源的強穿透力及加速器電子源的優(yōu)點,例如定向性好、輻射強度大、效率高、安全性好等,主要問題是電子束轉(zhuǎn)換成X射線的效率比較低,運行成本高,限制了它的工業(yè)應(yīng)用,只有在被照對象比較厚實的情況下,才用X射線輻照。