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钼的 X-射线的单色性

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钼的 X-射线的单色性

钼的X射线的单色性相关内容Relatedtopics轫致辐射、特征辐射、能级、吸收、吸收边沿、干涉、不喇格方程、衍射、不喇格散射原理和任务Principleandtask用各种多晶对多色X射线进行能量分析,选择合适的带有吸收边沿的薄金属箔,它可以明显的减弱一未知线的强度。实验设备EquipmentX射线基本组件,35kV09058.91X射线的角度计,35kV09058.101钼X射线管的插入组件09058.601计数管,B型0905.01晶体锂氟化物,裱好的09056.051晶体钾溴化物,裱好的09056.011带锌箔的光圈管09058.031记录设备XY记录仪11416.971连接线缆,100cm,红色07363.012连接线缆,100cm,兰色07363.042或者X射线组件软件,35kV1407.611数据线,插头/插座,9针14602.01计算机课题Problems1.通过LiF单晶和KBr单晶做分析仪,记录阳极钼发射的X射线在最大阳极电压和阳极电流处的强度,与不喇格角的函数图像。2.计算钼特征射线的能量值。3.用LiF单晶过滤出特征谱线,属于单色的用图像记录。4.用锌滤波器重做第一步。实验设备组装和实验过程Setupandprocedure按Fig1连接实验设备,在X射线仪的输出管固定一个孔直径2mm光圈管。把X射线仪的开关关掉,在实验设备基板面的相应的套接口上连接好角度计和计数管,在中间放置角度计和裱好的晶体分析仪,设置计数管在右档板。记录光谱还需要以下的设置自动和手动模式门时2s,角步进宽度0.1°。使用锂氟(LiF)单晶的扫描范围4°35°,使用钾溴(KBr)单晶的扫描范围4°30°。阳极电压UA35kV,阳极电流IA1mA。当使用XY记录仪来记录光谱时,将Y轴连在X射线仪基本组件的模拟输出口(lmp/s),相应的,为了晶体的角度的定位,将X轴插入模拟输出口。(选择按钮在输出位置,为晶体的角选择模拟输出)当记录中需要使用计算机时,可通过X射线仪的基本组件的SUBDsocket套接口连接。注意请不要将计数管长时暴露在强辐射下。理论和计算Theoryandevaluation从X射线管发射的X射线是多色的。能量与阳极电压无关的阳极物质的线性特征,在连续的轫致辐射(见试验5.4.02)下是叠加的。单色辐射可以做很多X射线的研究(例图用Deby-Scherrermethod分析结构)。用晶体滤波器和吸收滤波器可以得到类似的辐射。晶体法分析单色性(Monochromatizingbymeansofcrystals)在这里可以使用单晶。当波长为λ的X射线以观察角度ϑ入射一单晶,发生散射后,相干干涉只能发生在当部分从晶面反射的波的路程差是波长λ的整数倍。(例图3)这种情况可以用布拉格式子来解释。2dsinϑ=nλ(1)(d是上下面的间隔,n是衍射的能级)。当d给定时,结合光谱获得的观察角ϑ,X射线的能量可以用下面的公式计算出来()(2)普朗克常数h6.62561034Js光速c209979108m/s晶格常数锂氟(LiF)(100)d2.0141010m晶格常数钾溴(KBr)(100)d3.2901010m恒等式1eV1.60211019J例图2显示了单晶锂氟(LiF)(100)做布拉格分析仪时,钼的X射线的强度和观察角ϑ的函数关系。结合(2)式,计算得出(ϑ=10.3°,n=1)EKa=17.21keV(ϑ=20.8°,n=2)EKa=17.34keV(ϑ=32.1°,n=3)EKa=17.38keV(ϑ=9.1°,n=1)EKa=17.46keV(ϑ=18.4°,n=2)EKa=17.50keV(ϑ=28.2°,n=3)EKa=17.48keV如果想得到多色光谱(例图Ka线)的窄带部分,晶体分析仪必须放置在适当的观测角ϑ位置。使用独立的旋转计数管探测器和选择相应的计数管角度位置的模拟输出,做进一步分析,揭示散射部分是由一条能量为EKa的尖锐的线组成。吸收法分析单色性(Monochromatizingbymeansofabsorption)如果将一厚度为x的金属箔插入一束强度为I0的X射线经过的地方,可以用吸收律来描述强度的衰减I(E,x)=I(E,0)eμ(E)x(3)(其中μcm1是吸收系数)虽然吸收系数是由波长和能量决定的,但能量在几个keV之间间隔的改变时,它不会发生明显的变化。因此,可以期望得到非常相似的正常吸收衰减。相反,当X射线的量子能量不能满足吸收物质内层原子的电离时,吸收呈现出不连续的特征。吸收边沿可以用来将原始光谱的某一波长系列很好的消除。例如,锌箔(Z=40)可以用来将钼(Z=42)X射线谱的Kβ线消除,因为锌的K层能量紧跟在Kβ线能量的下面。EK(Zr)=17.997keVEKβ(Mo)=19.599keV(文献记载)Mo的K的能量太小了,以致无法在锌的K层产生电离,因此在正常吸收下,通过Zr滤波器这条线只有微弱的衰弱。例图4显示了X射线由锌过滤后的能量分析结果。用LiF晶体做分析仪,和未经过滤的光谱(例图2)进行比较,得出Kβ辐射实际上减弱了。如果,通过估计,假定强度和高峰值成比例,那么在寻找第1级衍射时,经过厚度d=0.005mm的Zr滤波器后,由于吸收边沿影响,Mo的Kβ辐射的强度将减少到原来的60%,但是Mo的Kα辐射的强度保持不变。用KBr晶体做分析仪时将产生同样的结果,看例图5和例图6。从这里可以清楚的看到Mo的Kβ辐射只在第1级衍射被发现,但是Kα辐射(忽略微弱的衰减)直到第4级衍射衍射时还是相当清楚。例图1钼的X射线的单色性的试验装置例图2钼的X射线的强度和观察角ϑ的函数关系,单晶锂氟(LiF)(100)做分析仪例图3钼的X射线的单色性参考能量间隔ΔE=EKα。例图4钼的X射线的单色性,用Zr用过滤器单晶锂氟(LiF)(100)做分析仪例图5钼的X射线的强度和观察角ϑ的函数关系,单晶钾溴(KBr)(100)做分析仪例图6钼的X射线的单色性,用Zr用过滤器单晶钾溴(KBr)(100)做分析仪

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