| 8406202 9216 1210 912 1геновского излучения, получаемого, напр., в рентгеновской трубке, применяют спектрометры с кристаллом-анализатором (или дифракционной решёткой) либо бескристальную аппаратуру, состоящую из детектора (сцинтилляцион-ного, газового пропорционального или полупроводникового счётчика) и амплитудного анализатора импульсов (см. Спектральная аппаратура рентгеновская). Для регистрации Р. с. применяют рентгенофотоплёнку и различные детекторы ионизирующих излучений.
Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического Р. с. Тормозной Р. с. возникает при торможении заряженных частиц, бомбардирующих мишень (см. Тормозное излучение). Интенсивность тормозного спектра быстро растёт с уменьшением массы бомбардирующих частиц и достигает значит, величины при возбуждении электронами. Тормозной Р. с.- сплошной, т. к. частица может потерять при тормозном излучении любую часть своей энергии. Он непрерывно распределён по всем длинам волн Л, вплоть до коротковолновой границы Л0 = hc/eV (h - Планка постоянная, с - скорость света, е. - заряд бомбардирующей частицы, V - пройденная ею разность потенциалов). С возрастанием энергии частиц интенсивность тормозного Р. с. I растёт, а Хо смещается в сторону коротких волн (рис. 1). С увеличением порядкового номера Z атомов мишени I также растёт.
[2202-13.jpg]
Рис. 1. Распределение интенсивности 1 тормозного излучения W по длинам волн X при различных напряжениях V на рентгеновской трубке.
Характеристич. Р. с. испускают атомы мишени, у к-рых при столкновении с заряженной частицей высокой энергии или фотоном первичного рентгеновского излучения с одной из внутренних оболочек (К-, L-, М- ...оболочек) вылетает электрон. Состояние атома с вакансией во внутренней оболочке (его начальное состояние) неустойчиво. Электрон одной из внешних оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией (состояние с вакансией во внешней оболочке). Избыток энергии атом может испустить в виде фотона характеристич. излучения. Поскольку энергии E1 начального и E2 конечного состояний атома квантованы, возникает линия Р. с. с частотой v = (E1 - E2)/h. Все возможные излучательные квантовые переходы атома из начального К-состояния образуют наиболее жёсткую (коротковолновую) K-серию. Аналогично образуются L-, М-, N-серии (рис. 2). Положение линий характеристич. Р. с. зависит от атомного номера элемента, составляющего мишень (см. Мозли закон).
[2202-14.jpg]
Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и основные линии К- и L-серий.
Каждая серия характеристич. Р. с. возбуждается при прохождении бомбардирующими частицами определённой разности потенциалов-потенциала возбуждения Vq (q - индекс возбуждаемой серии). При дальнейшем росте V интенсивность I линий этого спектра растёт пропорционально (V - Vq)2, затем рост интенсивности замедляется и при V~11Vq, начинает падать.
Относительные интенсивности линий одной серии определяются вероятностями квантовых переходов и, следовательно, соответствующими отбора правилами. Кроме наиболее ярких линий дипольного электрич. излучения, в характеристич. Р. с. могут быть обнаружены линии квадрупольного и октупольного электрических излучений и линии дипольного и квадрупольного магнитных излучений.
Р. с. поглощения получают, пропуская первичное рентгеновское излучение непрерывного спектра через тонкий поглотитель. При этом распределение интенсивности по спектру изменяется - наблюдаются скачки и флуктуации поглощения, к-рые и представляют собой Р. с. поглощения. Для каждого уровня Р. с. поглощения имеют резкую низкочастотную (длинноволновую) границу vq(hvq=eVq), при к-рой наблюдается первый скачок поглощения (рис. 3).
Р. с. нашли применение в рентгеновской спектроскопии, спектральном анализе рентгеновском, рентгеновском структурном анализе.
[2202-15.jpg]
Рис. 3. Зависимость интенсивности I тормозного рентгенов ского спектра от частоты v вблизи vq 1 - без поглотителя; 2 - после прохождения поглотителя.
Лит. см. при ст. Рентгеновские лучи.
М. А. Блохин.
РЕНТГЕНОВСКИЙ ГОНИОМЕТР, прибор, с помощью к-рого можно одновременно регистрировать направление дифрагированных на исследуемом образце рентгеновских лучей и положение образца в момент возникновения дифракции. Р. г. может быть самостоятельным прибором, регистрирующим на фотоплёнке дифракционную картину; в этом случае он представляет собой рентгеновскую камеру. Р. г. называют также все гониометрич. устройства, являющиеся составной частью рентгеновских дифрактометров и служащие для установки образца и детектора в положения, соответствующие условиям возникновения дифракции рентгеновских лучей.
В Р. г. с фоторегистрацией для исследования монокристаллов или текстур щелевым экраном выделяют дифракционный конус, соответствующий исследуемой кристаллографич. плоскости. Фотоплёнка и образец движутся синхронно, поэтому одна из координат на плёнке соответствует азимутальному углу дифрагированного луча, вторая - углу поворота образца [так работает Р. г. Вай-сенберга (рис. 1), текстурный Р. г. Жданова].
[2202-16.jpg]
Рис. 1. Схема рентгеновского гониометра типа Вайсенберга. Зубчатые передачи и ходовый винт обеспечивают синхронное движение исследуемого образца (О) и цилиндрической кассеты (К) с рентгеновской плёнкой.
[2202-17.jpg]
Рис. 2. Схема экваториального четырёхкружного гониометра для исследования монокристаллов. Лимб 1 измеряет Ф2 - угол поворота кристалла вокруг оси гониометрической головки; лимб 2 регистрирует х- угол наклона оси Ф; лимб 3 изменяет w - угол вращения кристалла относительно главной оси гониометра; лимб 4 измеряет угол поворота счётчика 2 0.
В Р. г. для дифрактометров может быть использована аналогичная схема, однако угол поворота образца и углы поворота и наклона детектора в этом случае отсчитываются непосредственно по лимбам или датчикам, установленным на соответствующих валах. В рентгеновских дифрактометрах для исследования монокристаллов и текстур применяется т. н. экваториальная геометрия: счётчик перемещается только в одной плоскости, а образец нужно поворачивать вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей таким образом, чтобы дифрагированный пучок попал в плоскость движения счётчика. Положения образца (углы X, Ф, со его поворота вокруг осей вращения) и счётчика (угол 20) в момент дифракции отсчитываются по лимбам (рис. 2).
[2202-18.jpg]
Рис. 3. Схема фокусировки лучей в рентгеновском гониометре по Брэггу - Брентано для исследования поликрин сталлических образцов; F - фокус рентгеновской трубки; О - плоский образец; D - щель счётчика; С - счётчик; 20 - угол отражения.
[2202-19.jpg]
Рис. 4. Схема фокусировки лучей в рентгеновском гониометре по Зееману - Болину; F - фокус рентгеновской трубки; О - изогнутый образец; D - щели счётчиков; С - счётчики.
Для исследования поликристаллич. образцов используют слегка расходящийся пучок рентгеновских лучей, к-рый после дифракции на объекте сходится в одну точку. В этом случае применяются схемы съёмки по Брэггу - Брентано, когда плоскость образца делит угол рассеяния пополам (рис. 3), и Зееману - Болину, когда фокус рентгеновской трубки, образец и щель детектора располагаются на одной окружности (рис. 4).
В Р. г. входят также системы, формирующие первичный пучок (коллиматоры, монохроматоры), и системы движения для измерения интегральной интенсивности.
Лит.: Уманский М. М., Аппаратура рентгеноструктурных исследований, М., 1960; ХейкерД. М., Зевин Л. С., Рентгеновская дифрактометрия, М., 1963; Хейкер Д. М., Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов, Л., 1973.< Д. М. Xeйкep.
РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИФРАКТОМЕТР, прибор для измерения интенсивности и направления рентгеновского излучения, дифрагированного на кристал-лич. объекте. Р. д. применяется для решения различных задач рентгеновского структурного анализа. Он позволяет измерять интенсивности дифрагированного в заданном направлении излучения с точностью до 10-х долей процента и углы дифракции с точностью до 10-х долей минуты. С помощью Р. д. можно производить фазовый анализ поликристаллических объектов и исследование текстур, ориентировку монокристальных блоков, получать полный набор ин-тенсивностей отражений от монокристалла, исследовать структуру многих веществ при различных внешних условиях и т. д.
Р. д. состоит из источника рентгеновского излучения, рентгеновского гониометра, в к-рый помещают исследуемый образец, детектора излучения и электронного измерительно-регистрирующего устройства. Детектором в Р. д. служит не фотоплёнка, как в рентгеновской камере, а счётчики квантов (сцинтилляционные, пропорциональные, полупроводниковые счётчики или Гейгера - Мюллера счётчики). Дифракционную картину образца в Р. д. получают последовательно: счётчик перемещается в процессе измерения и регистрирует попавшую в него энергию излучения за определённый интервал времени. По сравнению с рентгеновскими камерами Р. д. обладают более высокой точностью, чувствительностью, большей экспрессностью. Процесс получения информации |
