Компоненты ВДС– спектрометра
ВДС – спектрометр состоит из двух главных компонентов: кристалла–анализатора (разлагающего р.л. в спектр) и пропорционального рентгеновского счетчика. Если вторичный источник рентгеновских лучей, кристалл – анализатор и счетчик расположить определенным образом относительно друг друга на круге фокусировки (круг Роуланда) постоянного радиуса (рисунок 43), то будет выполняться соотношение Вульфа– Брэгга. При этом кристалл будет фокусировать рентгеновские лучи. Изменяя угол Θ, получаем возможность отражения от кристалла различных длин волн, т.е. разлагаем излучение в спектр.
Для получения высокого разрешения линий и большой интенсивности анализируемого сигнала кристалл–анализатор изгибают обычно по некоторой окружности (для того, чтобы выходящие из кристалла р. лучи фокусировались в одной точке).
Рисунок 43 – Схема фокусировки р.л. изогнутым кристаллом
Кристаллы–анализаторы излучения. Механические ограничения не позволяют использовать для анализа всех элементом один и тот же кристалл. Кристаллы смонтированы на моторизованной башне, то есть кристалл может быть заменен в любой момент анализа.
В качестве кристалл – анализаторов (таблица 3) для коротких длин волн (1 – 3 А) применяют монокристаллы кварца, фтористого лития, для анализа элементов, которые лежат в длинноволновом диапазоне (10 – 50 А) используют органические материалы с большим межплоскостным расстоянием, например, стеараты бария и свинца; в ультрадлинноволновой рентгеновской области (Li, Be) применяются дифракционные решетки.
Таблица 3 – Кристаллы– анализаторы ВДС
|
Линия |
Длина волны |
Стандартный элемент |
кэВ |
Разрешение |
Интенс. пика cps/mA |
P/B |
Чувствит. |
|
BeKa |
11.4 |
Be |
10,FPC |
8 |
2.4x104 |
40 |
335 |
|
B Ka |
6.76 |
B |
10,FPC |
15 |
9.0x105 |
30 |
63 |
|
B Ka |
6.76 |
B |
10,FPC |
9 |
5.7x104 |
60 |
18 |
|
C Ka |
4.47 |
Стекловидный C |
10,FPC |
14 |
4.7x105 |
50 |
68 |
|
N Ka |
3.16 |
BN |
10,FPC |
16 |
9.5x103 |
3 |
1950 |
|
O Ka |
2.36 |
SiO2 |
10,FPC |
17 |
1.1x105 |
50 |
140 |
|
N Ka |
3.16 |
BN |
10,FPC |
16 |
3.4x104 |
14 |
476 |
|
C Ka |
4.47 |
Стекловидный C |
10,FPC |
14 |
1.6x105 |
60 |
220 |
|
C Ka |
4.47 |
Стекловидный C |
10,FPC |
12 |
3.2x104 |
70 |
220 |
|
N Ka |
3.16 |
BN |
10,FPC |
13 |
5.0x103 |
10 |
1500 |
|
O Ka |
2.36 |
SiO2 |
10,FPC |
15 |
1.0x105 |
65 |
130 |
Рисунок 44 – Газовый пропорциональный счетчик
Регистрация излучения. Регистрация р.и. осуществляется газовыми пропорциональными счетчиками (рисунок 44) типа Гейгера. В них рентгеновский квант ионизирует молекулы газа, наполняющие счетчик, в результате между электродами счетчика возникает разряд, что приводит к появлению в цепи счетчика импульса тока.
Для регистрации жесткого р.и. используют сцинтилляционные счетчики. Такой счетчик представляет собой кристалл например, NaJ, который при поглощении р. кванта испускает видимый свет, и, фотоумножитель, превращающий импульс света в электрический импульс, который затем направляется на счетное регистрирующее устройство.
