ОЖЕ-ЭЛЕКТРОНЫ И РЕНТГЕНОВСКИЕ КВАНТЫ

Если в атоме под действием электронной бомбардировки, рентгеновского облучения или другим способом создана вакансия на внутренней оболочке, возбужденный атом спустя некоторое время возвращается в основное состояние, испуская характеристическое рентгеновское излучение или совершая безызлучательный переход, так называемый оже-переход (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Два возможных способа перехода возбужденного атома, имеющего вакансию на внутренней оболочке, в нормальное состояние

Оба процесса связаны с предварительным возбуждением атома в результате выбивания электрона с одной из внутренних оболочек (на фигуре — из К-оболочки). Вакансию может заполнить электрон, находящийся на одном из внешних уровней (на – уровне на рис. 2.4), и выделившаяся при этом энергия испускается в форме электромагнитного характеристического рентгеновского излучения. В случае оже-эффекта переход атома в нормальное состояние сопровождается передачей энергии одному из электронов внешних уровней (например, электрону на – уровне на схеме); этот электрон вылетает из атома с определенной кинетической энергией. Оже-переход на рис. 4 можно обозначить символом K .

В том случае, когда первичное возбуждение связано с образованием вакансии на одном из внутренних подуровней L-, М-, ...-оболочек, энергия возбуждения может оказаться достаточной для того, чтобы в конечном состоянии создать две вакансии на более высоких подуровнях этих оболочек. Безызлучательный переход этого типа, например , называется переходом Костера — Кронига.

Как экспериментаторы, так и теоретики долгое время игнорировали оже-процесс. Однако безызлучательный переход атома из возбужденного в нормальное состояние нередко более вероятен, чем переход, связанный с испусканием рентгеновской эмиссионной линии. С этим малоутешительным фактом сталкивались прежде всего те, кто работал в области флуоресцентного рентгеновского анализа. При уменьшении атомного номера выход флуоресценции уменьшается и становится особенно низким для самых легких элементов. Для К – оболочки зависимость выхода флуоресценции сок от атомного номера представлена на рис. 2.5; эту зависимость можно выразить полуэмпирической формулой Хагедорна и Вапстра

.

Рис. 2.5. Зависимость выхода флуоресценции и выхода оже-электронов К-оболочки от атомного номера Z для легких элементов.

Уменьшение выхода флуоресценции соответствует увеличению выхода оже-электронов, так как сумма этих величин должна быть равна единице. Таким образом, при уменьшении атомного номера выход флуоресценции уменьшается, а вероятность оже-эффекта возрастает. В связи с этим открываются интересные возможности применения метода ЭСХА для изучения электронной структуры и анализа легких элементов. При этом мы должны использовать те линии, которые относятся к оже-электронам.