بریمستراہلگ

بریمستراہلگ Bremsstrahlung جرمن زبان کا لفظ ہے جس کے معنی ہیں "توڑنے والی تابکاری"۔ 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۔ 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۔ باقی سارے ایکس رے کے فوٹون اس سے کم تر توانائی کے حامل ہوں گے۔ عموماً زیادہ تر فوٹون سب سے طاقتور فوٹون کی ایک تہائی توانائی رکھتے ہیں۔

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۔
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۔

ایکسرے (شعاع) کی خصوصیات

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۔

بریمستراہلگ کا طیف مسلسل ہوتا ہے مگر اس میں موجود دو یا زیادہ عمودی لکیریں بریمستراہلگ کا حصہ نہیں ہوتیں بلکہ ان عناصر کی ایکسرے خصوصیات کہلاتی ہیں جن سے ٹارگٹ بنا ہوا ہوتا ہے۔ 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 ایٹمی مدار۔K میں موجود الیکٹرون کو ٹکر مار کر نکال باہر کرتے ہیں۔ نزدیکی مدار۔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۔ لیکن اگر مدار۔K کو بھرنے والا الیکٹرون مدار۔L کی بجائے مدار۔M 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۔

ایکس ریز فلوریسینس (XRF) سے دھاتوں کی شناخت کرنے والا آلہ Kα اور Kβ کی مدد سے کام کرتا ہے۔

عنصر	لائن	طول موج (نینو میٹر میں)		عنصر	لائن	طول موج (نینو میٹر میں)		عنصر	line	wavelength (nm)		element	line	wavelength (nm)
Li	Kα	22.8		Ni	Kα1	0.1658		I	Lα1	0.3149		Pt	Lα1	0.1313
Be	Kα	11.4		Cu	Kα1	0.1541		Xe	Lα1	0.3016		Au	Lα1	0.1276
B	Kα	6.76		Zn	Kα1	0.1435		Cs	Lα1	0.2892		Hg	Lα1	0.1241
C	Kα	4.47		Ga	Kα1	0.1340		Ba	Lα1	0.2776		Tl	Lα1	0.1207
N	Kα	3.16		Ge	Kα1	0.1254		La	Lα1	0.2666		Pb	Lα1	0.1175
O	Kα	2.362		As	Kα1	0.1176		Ce	Lα1	0.2562		Bi	Lα1	0.1144
F	Kα1,2	1.832		Se	Kα1	0.1105		Pr	Lα1	0.2463		Po	Lα1	0.1114
Ne	Kα1,2	1.461		Br	Kα1	0.1040		Nd	Lα1	0.2370		At	Lα1	0.1085
Na	Kα1,2	1.191		Kr	Kα1	0.09801		Pm	Lα1	0.2282		Rn	Lα1	0.1057
Mg	Kα1,2	0.989		Rb	Kα1	0.09256		Sm	Lα1	0.2200		Fr	Lα1	0.1031
Al	Kα1,2	0.834		Sr	Kα1	0.08753		Eu	Lα1	0.2121		Ra	Lα1	0.1005
Si	Kα1,2	0.7126		Y	Kα1	0.08288		Gd	Lα1	0.2047		Ac	Lα1	0.0980
P	Kα1,2	0.6158		Zr	Kα1	0.07859		Tb	Lα1	0.1977		Th	Lα1	0.0956
S	Kα1,2	0.5373		Nb	Kα1	0.07462		Dy	Lα1	0.1909		Pa	Lα1	0.0933
Cl	Kα1,2	0.4729		Mo	Kα1	0.07094		Ho	Lα1	0.1845		U	Lα1	0.0911
Ar	Kα1,2	0.4193		Tc	Kα1	0.06751		Er	Lα1	0.1784		Np	Lα1	0.0888
K	Kα1,2	0.3742		Ru	Kα1	0.06433		Tm	Lα1	0.1727		Pu	Lα1	0.0868
Ca	Kα1,2	0.3359		Rh	Kα1	0.06136		Yb	Lα1	0.1672		Am	Lα1	0.0847
Sc	Kα1,2	0.3032		Pd	Kα1	0.05859		Lu	Lα1	0.1620		Cm	Lα1	0.0828
Ti	Kα1,2	0.2749		Ag	Kα1	0.05599		Hf	Lα1	0.1570		Bk	Lα1	0.0809
V	Kα1	0.2504		Cd	Kα1	0.05357		Ta	Lα1	0.1522		Cf	Lα1	0.0791
Cr	Kα1	0.2290		In	Lα1	0.3772		W	Lα1	0.1476		Es	Lα1	0.0773
Mn	Kα1	0.2102		Sn	Lα1	0.3600		Re	Lα1	0.1433		Fm	Lα1	0.0756
Fe	Kα1	0.1936		Sb	Lα1	0.3439		Os	Lα1	0.1391		Md	Lα1	0.0740
Co	Kα1	0.1789		Te	Lα1	0.3289		Ir	Lα1	0.1351		No	Lα1	0.0724

مزید دیکھیے

• الیکٹرومیگنیٹک ریڈی ایشن
• بلیک باڈی ریڈی ایشن
• کسوٹی
• نیوٹرون کروس سیکشن
• اسپیکٹرل لائن
• دوری جدول

بیرونی ربط

• یوٹیوب پر اینیمیشن ویڈیو