एक एक्स-रे ट्यूब $50 \, kV$ और $20 \, mA$ पर कार्य करती है। लक्ष्य पदार्थ का द्रव्यमान $1.0 \, kg$ और विशिष्ट ऊष्मा धारिता $495 \, J \cdot kg^{-1} \cdot ^\circ C^{-1}$ है। प्रयुक्त विद्युत शक्ति का $1\%$ एक्स-किरणों में परिवर्तित हो जाता है और शेष ऊर्जा का उपयोग लक्ष्य को गर्म करने में किया जाता है। तो:
$(1)$ एक उपयुक्त लक्ष्य पदार्थ का गलनांक उच्च होना चाहिए।
$(2)$ एक उपयुक्त लक्ष्य पदार्थ की ऊष्मीय चालकता कम होनी चाहिए।
$(3)$ लक्ष्य के तापमान में वृद्धि की दर $2 \, ^\circ C/s$ है।
$(4)$ उत्सर्जित एक्स-किरणों की न्यूनतम तरंगदैर्ध्य $0.25 \, \mathring{A}$ है।

  • A
    $1, 3, 4$
  • B
    $1, 2, 3$
  • C
    $2, 3, 4$
  • D
    इनमें से कोई नहीं

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$(a)$ एक $X$-रे ट्यूब $0.45\,\mathring{A}$ की लघु तरंगदैर्ध्य सीमा के साथ विकिरण का एक निरंतर स्पेक्ट्रम उत्पन्न करती है। विकिरण में फोटॉन की अधिकतम ऊर्जा क्या है?
$(b)$ $(a)$ के अपने उत्तर से,अनुमान लगाइए कि ऐसी ट्यूब में इलेक्ट्रॉनों के लिए किस क्रम के त्वरित वोल्टेज (accelerating voltage) की आवश्यकता होती है?

$Z=46$ परमाणु क्रमांक वाले एक धातु लक्ष्य पर उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बीम की बमबारी की जाती है। लक्ष्य से उत्सर्जित $X$-किरणों का विश्लेषण किया जाता है। $K_\alpha$-रेखा की तरंगदैर्ध्य और कट-ऑफ तरंगदैर्ध्य का अनुपात $r=2$ पाया जाता है। यदि वही इलेक्ट्रॉन बीम $Z=41$ वाले किसी अन्य धातु लक्ष्य पर बमबारी करे,तो $r$ का मान क्या होगा?

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जब एक एक्स-रे ट्यूब $50 \, kV$ के ट्यूब वोल्टेज पर कार्य करती है,तो एनोड धारा $20 \, mA$ होती है। यदि एक्स-रे उत्पादन की दक्षता $1 \%$ है,तो प्रति सेकंड उत्पन्न ऊष्मा कैलोरी में कितनी होगी?

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