Рентгеновская дифрактометрия поликристаллических материалов, страница 3

Особенностью рассмотренной схемы фокусировки является то, что в отражающем положении при регистрации дифракционного максимума находятся только те кристаллы поликристаллического образца, атомные плоскости которых параллельны поверхности.

 Важным элементом любой аналитической аппаратуры, где происходит регистрация электромагнитного излучения или заряженных частиц, является детектор. В качестве детекторов в рентгеновской дифрактометрии применяются пропорциональный и сцинтилляционный счетчики. Необходимо помнить, что электромагнитное излучение при взаимодействии с веществом может трактоваться как волна или как частица (квант) энергии. Так, например, дифракция рентгеновского излучения на кристалле происходит в результате волновых процессов взаимодействия, а регистрация при помощи детекторов (включая фотопленку) - в результате квантовых .

Пропорциональный счетчик - газонаполненный двухэлектродный детектор. Квант (фотон) излучения, взаимодействуя с молекулами газа, тратит свою энергию на их ионизацию. Образовавшиеся при этом электроны и ионы под действием электрического поля движутся на соответствующие электроды и создают на выходе детектора импульс напряжения. Амплитуда импульса пропорциональна числу пар электрон - ион, а значит и энергии кванта. Сцинтилляционный детектор состоит из люминесцирующего кристалла (сцинтиллятора) и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Квант излучения, попадая в сцинтиллятор, вызывает в нем вспышку видимого света, которая воздействует на катод ФЭУ, приводя к эмиссии фотоэлектронов. Эти электроны размножаются в ФЭУ с помощью специальной системы электродов и формируют на выходе импульс, который регистрируется обычной счетной системой импульсов. Число сосчитанных импульсов должно соответствовать числу квантов -интенсивности излучения. Важной особенностью рассмотренных детекторов является то, что амплитуда выходного импульса пропорциональна энергии кванта. Таким образом, интересующая исследователя информация об интенсивности дифрагированного на образце характеристического излучения, т.е. о числе квантов фиксированной энергии, заключена в количестве сосчитанных импульсов соответствующей амплитуды. Насколько удовлетворяют этому современные детекторы, можно судить по следующим параметрам.

Энергетическое (амплитудное) разрешение. Зависимость между энергией кванта и амплитудой импульса нарушается из-за ее статического характера. Даже при попадании в счетчик строго монохроматического излучения на выходе получаются импульсы, амплитуда которых имеет разброс в некоторых пределах. В случае пропорционального детектора это может быть обусловлено статистикой в образовании числа пар "электрон - ион".

Распределение импульсов по амплитудам описывается законом Гаусса (кривой ошибок). Чем уже кривая, описывающая это распределение, меньше разброс по амплитудам, тем лучше энергетическое разрешение детектора - способность различать кванты с близкими энергиями.

 Эффективность счетчика. Определяется отношением числа сосчитанных импульсов к числу квантов излучения, прошедших через входную щель счетчика. Зависит от энергии квантов излучения и может достигать 90%. Влияет на чувствительность и точность измерения интенсивности излучения.