Fékezési (röntgen)sugárzás

A nukleáris fékezési röntgensugárzás akkor keletkezik, amekor egy nagyenergiájú elektron (katódsugár vagy béta-részecske) eltérül egy hozzá képest nagy tömegű és töltésű atommag Coulomb-terében, s ez által nagy gyorsulásra tesz szert. Ne feledjük: a fizikában nemcsak a sebesség növekedése jelent gyorsulást, hanem a csökkenése (fékeződés), sőt még a sebességvektor irányváltozása is. Egy gyorsuló töltött test a fizika törvényei szerint szükségszerűen energiát veszít elektromágneses sugárzás formájában. A sugárzási teljesítmény a gyorsulás négyzetével arányos. A nagy energiájú elektront (és pozitront) ebből a szempontból egyetlen lényeges dolog különbözteti meg a többi nagy energiájú részecskétől (pl. az alfa-részecskétől): sokkal de sokkal kisebb a tömege. Emiatt egy adott energia mellett sokkal nagyobb a sebessége (ami adott irányváltoztatás mellett nagyobb sebességváltozást, tehát gyorsulást jelent), másrészt a kisebb töme miatt sokkal könnyebben eltéríti egy atommag, mint egy nehéz alfa-részecskét. Emiatt a béta-részecskék fékeződése az anyagban olyan (folytonos energiaeloszlású) elektromágneses sugárzás keletkezésével jár, melynek egy jó része a röntgentartományba esik. (Az ábrán X röntgenfotont jelent.) Minthogy a fékezési röntgensugárzás szempontjából teljesen mindegy, hogy egy atommag tere okozza-e a nagyenergiájú töltött részecske eltérülését vagy valami más. Fékezési sugárzás pl. minden cirkuláris (elektron)gyorsítóban fellép. Ezt szinkrotronsugárzásnak nevezik azokról a gyorsítókról, amelyekben a gyorsított részecskék (a ciklotronnal ellentétben nem spirális pályán, hanem) állandó sugarú zárt pályán mozognak. Az a tény, hogy a szinkrotronsugárzás által okozott energiaveszteség rohamosan nő az energiával, határt szab a szinkrotronokkal ésszerűen elérhető gyorsításnak nehezebb részecskék esetén is. Ebből a szempontból előnyösebbek a lineáris rezonanciagyorsítók.