Absorptionskoeffizienten yon RSntgenstrahlen.

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1 551 (Mitteilung aus dem Institut fiir physikahsche Chemie der Universit~t Freiburg i. Br.) Absorptionskoeffizienten yon RSntgenstrahlen. Von H. Lay in Freiburg i. Br. (Eingegangen am 6. August 1934.) Es werden nach der JSnssonschen Formel berechnete Absorptionskoeffizienten fiir verschiedene und Wellenl~ngen mitgeteill Die experimentelle Ermittlung der Absorptionskoeffizienten yon weiehen RSntgenstrahlen bietet, wenn es sich um schwere absorbierende KSrper handelt, grebe Sohwierigkeiten. Doch lassen sieh diese fiir viele Fragen der RSntgenphysik wiehtigen GrSBen auf Grund yon Uberlegungen, die yon JSnsson 1) und anderen Autoren angestellt worden sind, bereehnen. Gelegentlieh der Bestimmung der Fluoreszenzausbeute der RSntgenstrahlenemission haben wit die Absorptionskoeffizienten yon RSntgenstrahlen im Wellenl~ngengebiet yon 0,5 his 6/~ fiir zahlreiehe Elemente bereehnet, welehe wir im folgenden mitteilen. JSnsson geht yon der Uberlegung aus, dab jedes Elektron des absorbierenden Atoms eine bestimmte Absorption bedingt und die Gesamtabsorption dutch die Summe der Elektronenabsorptionen des Atoms gegeben ist. Der Elektronenabsorptionskoeffizient (#e)/( wird gegeben dureh "L /V' (1) we A das Atomgewieht des absorbierenden Elements, N seine Ordnungszahl, L die Losehmidtsehe Zahi, z den wahren Absorptionskoeffizienten die Dichte bedeutet. Aus der Formel (1) ergibt sieh der Massenabsorptionskoeffizient zu N (~-)K-~ (#,)K" L" ~" Die yon JSnsson aufgezeiehnete Kurve, in weleher das Produkt ~e)k" L (Elektronenabsorptionskoeffizient x Losehmidtsche Zabl) als l~unktion von N. ~ dargestellt ist, gestattet Zu jedem N-l-Weft den zugehsrigen (#,)~:.L-Wert abzulesen, weleher nach l~lultip]ikatlon mit N/A den Massenabsorptionskoeffizienten (~/~)K ]iefert. Diese ~berlegungen be- 1) E. JSnsson, Dissertation Uppsala 1928.

2 - vli - v~ - v2vi 552 H. Lay, ziehen sich auf die Absorption im K-Gebiet. Will man die Absorption im L-Gebiet kennen, so ist es efforderlieh, den Weft noch dutch den K-Sprung des absorbierenden Elements zu dividieren. Die K-Sprtinge ergeben sieh aus dem Verhi~ltnis des Energiewertes des K-Ni~eaus und des Li-Niveaus des betreffenden Elements. Handelt es sich um die Absorption im M-Niveau, so ist die fiir das L-Niveau giiltige Formel noeh dutch den L-Sprung zu dividieren. Der L-Sprung liibt sieh darstellen als Verh~ltnis des Energiewertes des Li-Niveaus und des Mi-Niveaus des betreffenden Elements. Bei der Bereehnung der Absorption im L-Niveau mul3 darauf geaehtet werden, dab die fragliehe Wellenl~nge das gesamte L-Niveau des absorbierenden Elements anzuregen vermag. Dasselbe gil~ aueh flit die M-Gruppe. Fiir viele Zweeke ist es nstig, den Anteil, welehen die K- bzw. L- bzw. M-Gruppe an der Gesamtabsorption hat, zu kennen. Dann multipliziert man den Gesamtabsorptionskoeffizienten ~ mit --, wenn es sieh um vk die K-Teilabsorption r K handelt. Handelt es Sich um die L-Teilabsorption ~L, SO wird mit ~zi- VMx multipliziert, wobei vorausgesetz~ wird, dait im letzteren Falle die absorbierte Strahlung die K-Gruppe nieht mehr anzuregen vermag. Will man die Absorption ~/~ in einer Verbindung kennen, so mul~ die Gloekersche Misehungsformel herangezogen werden, wonaeh T T 1 ~l _~_ 32 'm~2 Q ~1 m ~2 m Zl/01 bzw. z2/0~ sind die Massenabsorptionskoeffizienten der beiden Bestandteile der Yerbindung, m I und m S deren Anzahl Gramme pro Mol, und m ist das lyiolekulargewicht der u Die Teilabsorption ~K/~ eines Elements in einer u ist nach dem Ausdruck r K ~ m._ll " ~x vk - vl I m Q VK auszureehnen, wobei 7h/e die Gesamtabsorption des reinen Elements und m 1 mad m wie oben die Anzahl Gramme pro Mol bzw. das Molekulargewicht bedeuten. Handel~ es sieh um ~:L/~ oder r~/~, so ist obige Formel start mit vk - mit v~i - bzw. v~i - zu multiplizieren. V.K VL92 ~M I

3 Absorptionskoeffizienten yon R6ntgenstrahlen. 553 Tabelle 1. Die Massenabsorptionskoeffizienten ~/~ yon reinen Elementen und Verbindungen fiir verschiedene Wellenl~ngen und die entsprechende Teilabsorption im K-, L- bzw. M-Gebiet. Wellenlt~nge ], I Teilin -~ ~e T/~ t ~bs~tion absorption Wellenlange~-, Tellabsorption U... 0,560 UOa..,. 0,560 Bi... 0,560 W... 0,560 WO ,560 Pr... 0,560 Pr ,560 Zn... 0,560 Bi... 0,709 Pb... 0,709 Au... 0,709 Pt... 0,709 Os... 0,709 W.. :.. 0,709 W ,709 Hf... 0,709 HfO ,709 Er... 0,709 Er 2 0 a... 0,709 Sm... 0,709 Sm ,709 l~d... 0,709 Nd ,709 Pr... 0,709 Pr ,709 Ce... 0,709 CeOs... 0,709 Ba... 0,709 BaC03.. 0,709 Te... 0,709 0,709 Ag... 0,709 Mo... 0,709 Zr... 0,709 ZrO~... 0,709 Se... 0,709 Zn... 0,709 Zn ,709 Ni... 0,709 Ni ,709 Fe... 0,709 Fe 20 a... 0,709 Cr... 0,709 Cr ,709 S... 0,709 Gd... GdsO 8.. Sm... Sin Nd... NdsO a.. Pr.... Pr Ce... Ce Te... C..... U08... Sin... SmsOs 9. Nd... Nd20s Pr...~. 9 9 Pr 6 0 n 9. Ce... Ce La... I La :Ba... [BaC08.. ] Te... Ag... I MO.... I Zr... ZrO 2... l~e... Fe ~r..... Or so Ca..... Ca C 08.. Ca F 2... S..... ]~e..... FenOa... Te..... Ag... S..... Zr..... ZrO ,53~ 1,694 1,694 4,145 4, G L 201 L 213 L 182 L 204 L 169 L 193 L 157 L 141 L 137 M 262 M 218 L 364 L 315 L 339 L 292 L 327 L 270 L 310 L 253 L 294 L 250 L 279 L 195 L 229 L 222 L 179 L 133,5 Z 116 L 85,7 K 284 K 199 K 229 K 155 K 155 K 62,1 K 79,6 K~ 84,8 K 347 K 243 L 591 L 568 L 472 K 254 L1372 L 1020

4 554 H. Lay, Tabe~e 2. Die Massenabsorptionskoeffizienten ~/9 ffir die charakteristisehen Strahlungen der betreffenden.! Wellenlltnge D Wellenlttnge 1) in A 92 U... UO~ Bi Pb Au Pt s W... WO Hf... Hf Er... Er3 08 : 64 Gd... Gd~ Sm... Sm Nd... Nd Pr... Pr Ce... Ce La... La ,814 0,814 1,046 1,077 1,177 1,214 1,292 70,7 58,8 97,3 100, OO O 56 Ba... BaCO Te Sb Ag Mo Zr... Zr Se Zn... ZnO Ni... NiO Fe... Fe 20~.. 24 Cr... Or Ca... Ca C CaF S U... U ,176 3,325 4,036 5,28 1,084 5, ,7 46,3 39,1 '58,4 49,1 70,2 56,3 87,5 71, Tabelle 3. Massenabsorptionskoeffizienten T/~ des Sauerstoffs ffir mehrere Wellenl~ngen. Wellenl~nge WellenltLnge Wellenlange 1,530 1,656 7,1 8,9 9,7 10,9 12,3 12,6 15,0 16,0 16,6 23,9 25,4 31,2 38,1 38,7 43,0 47,8 3,31 4,14 52,5 59, Die fiir die Berechmmg verwendeten Energieniveauwerte warden aus M. Siegbahn:,,Spektroskopie der R6ntgenstrahlen ''~) entnommen. 1) Die angeffihrten Wellenl~ngen sind die mittleren (Sehwerpunkts-) Wellenl~ngen, erhalten durch Beriioksiehtigung tier Produkte Wellenl~nge mal Intensit~t. -- ~) Berlin 1931, S. 346.

5 Absorptionskoeffizienten Yon RSntgenstrahlen. 555 Absorptionskoe//izienten des Celluloids /~r verschiedene Wellenldngen. Fiir die Wellenliingen his zu 8,2/~ warden die Absorptionskoeffizienten des Celluloids empirisch ermittelt, w~hrend sie fiir grs~ere Wellenliingen ebenfalls naeh der JSnssonschen Formel berechnet wurden, wobei die folgende prozentische Zusammensetzung des Celluloids zugrund e gelegt wurde: 85% C, 52% O, 10% N, entsprechend der chemisehen Formel C16H160~ (NOa) a. Die Dichte des Celluloids ergab sieh dutch Ausmessen und Auswiegen zu 1,48. In Tabetle 4 sind die Wer~e zusammengestellt. Tabelle 4. Absorptionskoeffizienten des Celluloids. 1,039 1,175 1,433 1,539 1,650 1,786 1,933 1,5 3, %099 2,5 2,744 3,026 3,247 3, ) 3,69 4,0 4,5 5,0 5,5 6, ) 2021) 2801 ) 3731 ) 4871) 620 l) Ftir sein fsrdemdes Interesse an dieser Arbeit mschte ich Herin Prof, Dr. G. von Heresy herzlich danken. 1) Bereehneter Wert (naeh J5nsson). Zcits~hrift flit Physik. Bd. 91. ~7