ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принцип устройства рентгеновских установок дм структурного и фазового анализа из "Рентгенография в неорганической химии" В рентгеновских установках предусмотрена блокировка, т.е. автоматическое выключение напряжения при прекращении подачи воды, а в современных установках - также при открытии защитных шторок. Хотя основная часть рентгеновского излучения поглощается металлическим стаканом, а большая доля излучения выводных пучков, используемых в работе, металлическими корпусами рентгеновских камер, остается заметная доля рентгеновского излучения, рассеянного от корпусов камер. В этом легко убедиться, поместив между ними кусок рентгеновской пленки и затем проявив его. Поэтому в настоящее время рентгеновские установки (типа УРС-60, например) снабжены защитными шторками из просвинцованной резины или кожухом из стекла, содержащего оксид свинца. Это предохраняет сотрудников рентгеновских лабораторий от облучения. [c.15] В последние годы постепенно расширяется область применения синхротронного излучения (СИ), испускаемого электронами, движущимися в синхротроне. Это излучение охватывает большой интервал длин волн, включая рентгеновскую область спектра. Для монохроматизации необходимо отражение от монокристалла. Перспективы использования СИ обусловлены высокой интенсивностью источников излучения, возможностью плавного изменения длины волны, что представляет интерес для структурного анализа, так как позволяет более эффективно использовать эффект аномального рассеяния (см. раздел 7.4). Другая область - применение длинноволнового рентгеновского излучения для структурного анализа биологических объектов с большими параметрами решетки. [c.15] Образцы для съемки готовятся нанесением на стеклянный усик (толщиной около 0,1 мм) пасты из исследуемого вещества и цапон-лака. Предварительно вещество растирается с этиловым спиртом или ацетоном, так как сухое растирание сопровождается появлением напряжений в кристаллах и ухудшением качества ренэт енограммы. При съемке плохо растертых образцов на линиях видны пятна - дифракция от отдельных кристаллов. [c.17] Вещества, изменяющиеся на воздухе (гигроскопичные, пирофорные и т.д.), готовят для съемки, набивая капилляры из кварца, стекла пирекс или стекол иного типа, не содержащих тяжелых элементов. Толщина стенок капилляра не должна превышать 0,01 мм, так как иначе становится неблагоприятным соотношение между интенсивностью излучения, рассеянного капилляром, и образцом внутри его. Общая толщина капилляра - 0,4-0,6 мм. В подобных же капиллярах, как указано ниже, производится съемка в камере Гинье-Де Вольфа и Гинье-Ленна (в последнем случае - в определенном интервале температур). [c.17] При увеличении угла в происходит дополнительное ушире-ние линий, так как уменьшается угол между пленкой и пучком лучей. При съемке на прохождение фи1ссируются углы с 9 35 . Образец для съемки готовится либо в виде суспензии с клеем, наносимой на кальку, либо в ввде тонкостенного капилляра. [c.20] Некоторым недостатком камер-монохроматоров, использующих для монохроматизации отражение от кристалла кварца, является присутствие паразитного излучения с длиной волны, вдвое меньшей длины волны характеристического излучения. Это не вызывает неудобств при рутинном фазовом анализе, но может быть источником неопределенностей при поисках слабо выраженной сверхструктуры. Для устранения этой неоднозначности под руководством Ю.П.Симанова была сконструирована камера-монохроматор [6], в которой для монохроматизации использовалось отражение от плоскости (111) пластически изогнутого при высокой температуре монокристалла германия. Интенсивность линий (222) в германии практически равна нулю, т.е. излучение с А /1 в монохромати-зированном пучке отсутствует. К сожалению, пластические свойства германия очень чувствительны к степени совершенства кристалла (они резко ухудшаются при уменьшении концентрац 1И дислокаций), и камеры такого типа не нашли широкого применения. Монокристаллы кварца гораздо дешевле и доступнее. [c.21] В интервале - 2 ускорение электронов, образовавшихся при ионизации, происходит до таких энергий, когда они могут вызывать ударную ионизацию газа-наполнителя Число электронов увеличивается в Н раз ( Н - коэффициент газового усиления), Н зависит от разности потенциалов V поэтому для получения пропорциональности между вели чиной импульса и энергией кванта необходимо жестко ста бнлизировать величину V. Б таком режиме рабе тают пропорциональные счетчики. Амплитуда импульса на 3-4 поряд1 а больше, чем в случае ионизационной камеры. При Н 10 возможно также возбуждение молекул газа с последующим излучением квантов с энергией в области коротковолнового ультрафиолета. Для предотвращения этого к основному одноатомному газу-наполнителю ( Аг, Кг, Хе ) добавляют многоатомные газы. [c.23] Разряд становится самостоятельным, т.е. независящим от попадания новых квантов излучения. Прекращение разряда происходит вследствие уменьшения разности потенциалов на электродах (экранирование анода малоподвижными положительными ионами и падение напряжения на сопротивлении, включенном последовательно со счетчиком, при большем разрядном токе). Для предотвращения нового разряда, который может возникнуть, если в пространстве счетчика сохранятся возбужденные атомы до момента, когда восстановится разность потенциалов на электродах, добавляют многоатомные молекулы органических соединений или гапогены. Органические добавки в конце концов разлагаются, а атомы галогенов рекомбинируют вновь, давая молекулы. Поэтому срок работы счетчиков с галогенными добавками значительно больше. Большая амплитуда импульсов позвол51ет регистрировать их без усиления. [c.24] В последние десятилетия получили широкое распространение сцинтиляционные счетчики. Они состоят из люминес-цирующего кристалла (например, Ыа I, активированный таллием), фотоэлектронного умножителя и усилителя. Рентгеновский квант вызывает ионизацию большого чиспа атомов или ионов в кристалле, которые испускают ультрафиолетовое излучение, возвращаясь в стабильное состояние. Кванты этого излучения выбивают электроны с катода фотоумножителя, которые после ускорения попадают на электрод умно-жительной системы (динод). Каждый из электронов выбивает вторичные электроны, и после повторения этого процесса на 10-15 каскадах первоначальный импульс усиливается в Ю -10 раз. Для регистрации достаточно усиления этих импульсов примерно в тысячу раз. Как и в случае пропорциональных счетчиков, амплитуда импульса пропорциональна энергии кванта и возможно применение хшфференциальной дискриминации (с теми же оговорками относительно статистического характера процесса). [c.24] Известны многочисленные конструкции приставок к дифрактометрам для съемки при высоких и низких температурах. [c.26] По наружности эта наука не трудная... Однако ни в какой другой науке не случается столько эпизодов, как в этой. [c.30] Поскольку целью рентгенофазового анализа является индентификация вещества в смеси по набору его межплоскостных расстояний с1 и относительным интенсивностям соответствующих линий на рентгенограмме, для этого, согласно закону Брэгга-Вульфа, необходимо определение углов отражения В. [c.30] Определение в различается для разных способов съемки. Кратко рассмотрим методы определения д при съемке цилиндрических образцов в камерах типа РКД-57 и РКУ, а также при съемке в камере-монохроматоре и в дифрактометре. [c.30] Для определения экватора измеряется ширина полосы почернения и на ее середине делается отметка. Достаточно нанести две точки, соответствующие середине полосы почернения, либо на концах рентгенограммы, либо около отверстий, пробитых в пленке, но ни в коем случае не на линиях. На рентгенограмме не следует проводить прямую, соответствующую экватору, так как это ухудшает качество промера. При промере визируется наиболее интенсивная часть линии. При передержке у наиболее ярких линий вследствие соляризации может наблюдаться уменьшение почернения на участках линий с максимальной интенсивностью. В таком случае вши-руется более светлая полоска. [c.31] Коэффициент пересчета 1 вврассчитывается по усредненному значению L. Нетрудно видеть, что выбор диаметров камер, кратньа 57,3 мм, скорее дань традиции, так как при существующих способах обработки результатов схема расчета неизменна для камер любого диаметра. [c.32] фактически линия образуется от участка образца СИ Для камер диаметром 57,3 мм А1 =Ав- Линейное смешение лиийи не зависит от диаметра камеры и Ав = 2/3 АI, если диаметр камеры 86 мм. Диаметр образца (для введения поправки на поглощение) достаточно измерять с точностью 0,05 мм. [c.33] По этим четырем точкам и строится график суммарной поправки. [c.34] При съемке а камере-монохроматоре (рис. 12) измеряются расстояний от следа первичного пучка до линий. Зная длии(.1 дуг и эффективный диаметр камеры, можно рассчитать значения углов 9. Неточное значение эффективного диаметра камеры и является основным источником ошибок. Для введения поправки на изменение длины пленки при обработке на нее наносятся реперные линии. [c.34] И в случае камер-монохроматоров эффективный диаметр (229 мм) кратен 57,3 мм, т.е. длина дуги примерно в 4 раза больше значения угла O. При точном определении положения линий стандарта может быть введен коэффициент пересчета, зависящий от В. Как уже указывалось, в ишроком интервале углов в камерах-монохроматорах происходит наложение и 2 линий, поэтому расчет d, линий стандарта и дифракционных линий исследуем01 0 вещества производится по длине волны излучения. [c.35] Вернуться к основной статье