Регистрация рентгеновских лучей м. Детекторы рентгеновских лучей

Применение эффекта фотоэлектрического поглощения для регистрации рентгеновских лучей. Детекторы рентгеновского излучения [c.153]

Для повышения эффективности анализа и регистрации рентгеновских лучей с помощью кристалл-анализатора очень важно выполнение условий фокусировки источник рентгеновских лучей (испытуемый образец), кристалл-анализатор и детектор должны располагаться на одной окружности. Однако обычная работа РЭМ — движение луча по поверхности объекта не является оптимальной, так как в крайних положениях луча на поверхности объекта (при малых увеличениях) условия фокусировки существенно нарушаются, вследствие чего интенсивность изучения уже не будет однозначно связана с количеством анализируемого элемента. Поэтому при анализе макрообъектов оказывается целесообразным использование механического перемещения образца относительно неподвижного зонда. При использовании ППД такого ограничения нет. [c.572]

Поскольку рентгеновское излучение состоит из квантов, явления, используемые для регистрации рентгеновских лучей, также следует считать квантовыми. В большинстве детекторов, применяемых в аналитической химии, в результате этих квантовых процессов появляются свободные электроны. В простейших случаях эти электроны обнаруживаются в виде отдельных четких импульсов — по одному на каждый рентгеновский квант. В таких случаях возможен дискретный счет импульсов, а следовательно, каждый рентгеновский квант регистрируется индивидуально. С возрастанием интенсивности дискретный счет становится все более трудным. Возможность раздельного счета может быть потеряна либо в самом детекторе, либо в электронной схеме, либо в них обоих. Нетрудно представить себе, что электронная схема, необходимая для превращения каждого такого импульса в полезный сигнал, может быть очень сложной. [c.59]

Приборы, регистрирующие дифракцию рентгеновских лучей. В настоящее время применяются два метода регистрации рентгеновских лучей фотографический метод, использующий специальную фотопленку типа РТ, и ионизационный или сцинтилляционный метод, использующий различные счетчики рентгеновских квантов (детекторы). [c.115]

В состав детектирующего устройства может входить счетчик Гейгера, пропорциональный или сцинтилляционный счетчик. Эти детекторы имеют различную относительную эффективность регистрации для различных длин волн, и их выбор зависит от типа образцов, которые необходимо исследовать. У счетчика Гейгера калибровочная кривая для средней интенсивности рентгеновских лучей нелинейная, а его выходной импульс не зависит от энергии падающего излучения. Кроме того, скорость счета сравнительна мала, что приводит к дискриминации исследуемого сигнала. С другой стороны, этот счетчик прост в обращении, поэтому его стремятся использовать в массовых анализах. [c.102]

Пропорциональные счетчики имеют примерно такую же спектральную чувствительность, как счетчики Гейгера, но их достоинством является высокая скорость счета, а также то, что импульсы выходного напряжения пропорциональны энергии падающих рентгеновских лучей. Это свойство пропорциональных счетчиков используют для дискриминации мешающих сигналов с помощью специальных электронных устройств. При регистрации излучения с длиной волны больше чел 0,2 нм окошко детектора должно быть прозрачным для длинноволнового излу- чения. Поэтому его приходится делать настолько тонким, что оно оказывается пористым. Вследствие этого газ, которым наполняется детектор, необходимо постоянно пополнять, для чего он подводится к детектору непрерывным потоком. Такие пропорциональные счетчики называют проточными. Они подходят для определения элементов с атомным номером 24 илй ниже. [c.103]

Тип детектора также определяется природой и интенсивностью излучения, проходящего через ячейку с образцом. Например, для ионизирующего излучения, такого, как рентгеновские лучи, подходящими детекторами являются счетчики Гейгера, пропорциональные или сцинтилляционные счетчики. Излучение низкой частоты (т. е. инфракрасное) регистрируют главным образом по вызываемому им тепловому эффекту поэтому основным элементом детектора для этого случая обычно служит чувствительная термопара или термосопротивление. В ячейках, которые широко используются для регистрации близкого инфракрасного излучения (длина волны от 0,8 до 3 мкм), чувствительным элементом является полупроводник (например, сульфид свинца, теллурид свинца или германий). При воздействии подобного облучения электроны в полупроводнике переходят в зону проводимости, и его электрическое сопротивление падает. Электрический ток, который протекает через полупроводник при наложении некоторого потенциала, является мерой интенсивности падающего излучения. [c.122]

Дифрактометр — один из первых аналитических приборов, работа которого контролировалась компьютером. Однако еще на неавтоматизированных дифрактометрах было показано, что измерения интенсивности с помощью детекторов более точны, чем полученные фотографическими методами. Утомительная работа по регистрации данных и обработке измерений на фотопленках сменилась повторяющейся последовательностью операций по установке положений и измерению данных. Получение данных одного эксперимента на простом дифрактометре требует измерения интенсивности тысяч отражений Брэгга. Для каждого отражения кристалл и детектор должны быть точно ориентированы. Последующее развитие компьютеров применительно к дифрактометрам позволило автоматизировать эту многократно повторяющуюся процедуру. Современные автоматические дифрактометры — сложные машины, которые чаще всего производятся частными компаниями. В этом параграфе в основном рассматриваются гониометр, в котором фиксируются кристалл и детектор компьютер, управляющий гониометром и собирающий данные. Обычно источник рентгеновских лучей — это герметичная трубка, в которой в качестве антикатода используется металлическая медь или молибден. Генератор высокого напряжения должен обеспечивать максимальную надежность и безопасность работы и гарантировать оптимальную стабильность высокого напряжения и тока в трубке. Например, подаваемое на трубку напряжение не должно меняться более чем на 0,01 В при изменении напряжения в линии на 10 %. Для получения монохроматического излучения используют фильтр или кристалл-монохро-матор. Следует отметить, что обычные пользователи прибора не сталкиваются впрямую с этими проблемами, так как технический паспорт должен содержать сведения не только о разных частях прибора (гониометре, генераторе высокого напряжения, электронном детекторе), но и рекомендации относительно их использования [c.249]

Рассматриваемые эффекты часто преобразуются в электрический ток импульсного или непрерывного характера. Для удобного отсчета или записи этих токов могут быть необходимы сложные электронные схемы (см. 2.3). Современными методами измерения интенсивности рентгеновского излучения занимаются прежде всего физики-экспериментаторы. Однако некоторые представления об этих методах должен иметь и химик-аналитик, поскольку детекторы рентгеновского излучения являются в настоящее время одним из орудий его деятельности. Данная глава, не претендующая на полное описание современных методов регистрации рентгеновских лучей, должна дать химику-аналити-ку необходимый минимум знаний. [c.56]

Ядро, возбужденное за счет поглощения мессбауэровского у-кванта, переходит в основное состояние путем испускания либо у-лучей, либо конверсионных электронов и рентгеновских квантов. Энергии рентгеновского и гамма-излучения, с которыми приходится иметь дело при мессбауэровских экспериментах, колеблются от 3,4 кэв (рентгеновское -излучение 1 5п) до приблизительно 200 кэв (до настоящего времени максимальная энергия перехода, на котором наблюдался эффект Мессбауэра, равняется 155 кэв). Для регистрации этих излучений применяются детекторы различных типов. [c.105]

В некоторых случаях, когда энергия мессбауэровских у-лучей немного превосходит энергию рентгеновского излучения, удается использовать критические детекторы ,, энергия К -края которых лежит между энергиями у-лучей и рентгеновского излучения. В этом случае эффективность детектора по отношению к исследуемому излучению может в несколько (4—6) раз превышать его эффективность для рентгеновских лучей. Кроме- того, при регистрации исследуемого излучения возникает значительно сдвинутый по [c.110]

Рентгеновский дифрактометр общего назначения ДРОН-1. Дифрактометр предназначен для проведения различных рентгенографических исследований поликристаллических образцов и монокристаллов. Универсальность прибора обусловлена возможностью использования различных вариантов геометрии съемки, сменных специализированных приставок к гониометру, возможностью смены детекторов, а также применения различных методов регистрации дифракционной картины. Геометрия съемки может меняться в широких пределах, что достигается использованием трубок с различными размерами фокуса. Предусмотрены изменение угла выхода рентгеновских лучей из трубки, т. е. выбор требуемой проекции фокуса, а также установка трубок в положения, соответствующие штриховой или точечной проекциям фокуса. [c.8]

Счетчики с определенным геометрическим коэффициентом счетности можно с успехом использовать также для определения абсолютных скоростей испускания рентгеновского излучения (возникающего, например, в процессе электронного захвата). Поправки на поглощение в воздухе и в окошках из бериллия для рентгеновских лучей любых энергий, исключая самые низкие, весьма малы и легко поддаются оценке. Для регистрации рентгеновских лучей с энергиями до 15—20 кэв удобно использовать пропорциональные счетчики, заполненные аргоном или криптоном с примесью углеводородов (1—3 атм). Самыми подходящими детекторами рентгеновских лучей более высоких энергий являются тонкие слои кристаллов Nal, активированного таллием. Толщину кристалла или, в случае пропорциональных счетчиков, давление газа следует выбирать таким образом, чтобы исследуемое рентгеновское излучение поглощалось практически полностью. Материал, из которого изготовлены диафрагмы, ограничивающие пучок, должен быть достаточно толстым, чтобы обеспечивать поглощение рентгеновских лучей вне определенного угла. При использовании амплитудных анализаторов скорость эмиссии рентгеновского излучения можно определить даже в присутствии излучения других типов. Для расчета скорости процесса электронного захвата по данным о скорости эмиссии рентгеновского излучения необходимо знать величину выхода флуоресценции (ср. рис. 12). [c.419]

По способу регистрации лучей рентгеновскую аппаратуру можно разделить на два типа фотографическую и дифрактометрическую. В фотографических установках лучи фиксируются на рентгеновской пленке, в дифрак тометрах — счетчиком-детектором элементарных частиц Но основа метода остается в обоих случаях неизменной Разница заключается лишь в том, что при фотографиче ОКОЙ регистрации мы наблюдаем следы всех дифрак ционных лучей на проявленной пленке (т. е. одновре менно), а в дифрактометрах регистрируем их последовательно по той или иной заранее заданной схеме движения счетчика (и кристалла в случае метода вращения). [c.57]

Простейший координатный детектор — мозаика из малогабаритных (газоразрядных или полупроводниковых) счетчиков в виде одномерной цепочки или двумерной сетки. Разрабатываются дифрактометры с координатными детекторами телевизионного типа, состоящими из рентгеновского электронно-оптического преобразователя в сочетании с телевизионной трубкой. Для регистрации угловых координат дифракционных лучей используются также различного типа линии задержки. В целом вся эта техника находится еще в стадии разработки, и пока рано судить, какая схема окажется наиболее приемлемой для массового использования. [c.80]

Измерения интенсивности -у-источников известной энергии пр Именяют для определения радиоактивных изотопов и элементов, которые могут возникнуть при изготовлении изотопов. Методы измерения в этом случае соответствуют методам рентгеновской спектроскопии. Некоторые принципиальные различия связаны с тем, что в этом случае не электронные оболочки, а ядра являются источниками излучения. Широко используется амплитудный анализ (гл. 2) со сцинтилляционными счетчиками. Анализатор часто имеет много каналов. Сцинтилляционные счетчики являются отличными детекторам , так как применение массивного кристалла практически приводит к наиболее полному поглощению гамма-лучей высокой энергии. Идентификация и исследование свойств радиоактивных изотопов такими методами является существенной частью программы исследований по атомной энергии. Сцинтилляционная регистрация может быть использована и для воздушной разведки радиоактивных минералов [282]. Она позволяет также упростить д улучшить надежность активационного анализа с иопользованием нейтронных источников [283]. [c.308]

После создания метода, позволившего решить в кристаллографии белков проблему фаз и преодолеть трудности получения нужных кристаллов нативного белка и его изоморфных производных, встала задача измерения интенсивностей отражений в дифракционной картине. Она также не имела аналогий, поскольку касалась измерений, несопоставимых с кристаллографией малых молекул по числу дифрагированных лучей, многие из которых малоинтенсивны. Ощутимый прогресс Б решении этой задачи наступил только в конце 1960-х годов, после создания полностью автоматизированных дифрактометров. В последующие годы сцинтилляционные счетчики, способные регистрировать отдельные кванты рентгеновского излучения, были соединены с прибором, автоматически перемещающим кристалл и детектор с одного дифрагированного луча к другому, что привело к достаточно эффективной и точной регистрации интенсивности. В последнее время усовершенствование эксперимента направлено на создание источников рентгеновского излучения повышенной яркости и монохроматичности. Однако при этом возрастает опасность радиационного разрушения образца, вполне реальная в кристаллографии белков. [c.45]

Морган [69], работавший над применением фотоэлементов для контроля ренчтенографических экспозиций, первым обнаружил большйе возможности применения фотоумножителей для регистрации рентгеновских лучей. Независимо от Моргана, но несколько позднее, Смит и Мориарти [70—72] открыли то же самое, успешно выполняя одно военное задание, которое несущественно отличалось от многих проблем химического контроля. Во всех этих ранних работах рентгеновский луч падал на порошок фосфора, нанесенный на стеклянный корпус. Детекторы этого общего типа будем называть фотоумножителями со светящимся слоем в отличие от современных сцинтилляционных счетчиков (см. 2. 11). Последние также являются фотоэлектрическими, по видимый свет в них обычно возникает в монокристалле. Термин фотоумножитель со светящимся слоем хотя и необходим, но довольно громоздок и не вполне удовлетворителен. [c.72]

В последнее время усилия исследователей были направлены на усовершенствование метода регистрации рентгеновских лучей, на переход от фотографических методов к ионизационным. В качестве приемников и измерителей интенсивности рентгеновских лучей при этом применяются счетчики Гейгера, ионизационные камеры и фотоэлектрические детекторы, представляющие собой комбинацию флюоресцирующих экранов или криста л лофосфоров с фотоумножителями. Счетчики Гейгера обычно используют для регистрации малых интенсивностей рентгеновских лучей, детекторы и сцинцилляционные счетчики с кристаллофосфорами успешно применяются при регистрации лучей большей интенсивности. Как показывает опыт, таким путем не удается пока значительно повысить чувствительность определения, однако скорость проведения анализа увеличивается в 5—10 раз. [c.216]

При съемке кристаллов белков, нуклеиновых кислот и других объектов с очень большими параметрами решетки, когда общее число отражений достигает нескольких десятков или сотен тысяч, а также при съемке кристаллов, нестабильных во времени или разлагающихся под действием рентгеновского излучения, возникает необходимость ускорения рентгеновского эксперимента. Один из естественных методов ускорения — повышение мощности рентгеновских трубок, в частности использование трубки с вращающимся анодом или переход к другим источникам мощного у-излучения. Второй метод — замена последовательного измерения отражений в обычных дифрактометрах одновременным измерением многих дифракционных пучков с помощью специальных устройств. В настоящее время разработаны так называемые многоканальные дифрактометры, оснащенные системой из нескольких (трех или пяти) параллельно перемещаемых счетчиков, которые регистрируют дифракционные лучи, возникающие одновременно (или почти одновременно) на разных слоевых линиях в процессе вращения кристалла. Эти приборы предназначены специально для кристаллов с большими периодами. В стадии технического совершенствования находятся в принципе более перспективные координатные детекторы, как олтномерные, так и двумерные. Одномерный координатный детектор позволяет измерять интенсивность всех дифракционных лучей одной слоевой линии (в том числе возникающие одновременно) с регистрацией угловой координаты (а следовательно, и индексов) каждого луча. Аналогичным образом двумерный координатный детектор позволяет регистрировать дифракционные лучи всех слоевых линий. [c.64]

Экспериментальные кривые иитепсивности рассеяния рентгеновских лучей данными образцами были получены на дифрактометре УРС-50И. Исиользовалось медное излучение Си Ка с никелевым фильтром. В качестве детектора излучения использовали сцинтилляционный датчик с кристаллом NaJ(Tl). Последующая амплитудная дискриминация позволила получить достаточную монохроматизацию с большой эффективностью регистрации излучения. Перед съемкой образцы измельчались и наносились ровным слоем толщиной 1,5—2 мм на картонную подлонжу. Регистрация рассеянного излучения производилась в интервале углов 20 от 5 до 120°. Полученные из эксперимента кривые интенсивности были исправлены на [c.162]

В литературе описаны- спектрометры, приспособленные для облучения образцов в резонаторе пучком ускоренных электронов [30, 31], рентгеновских лучей [32] и излучением атомного реактора [33]. Магнпт с резонатором и блоками модуляции помещаются рядом с источником излучений, а блоки генератора СВЧ, регистрации сигнала ЭПР, управления магнитным полем и амплитудой модуляции располагают за биологической занщтой. В этом случае резонатор соединяется с радиоспектрометром длинным волноводом. Применение отражательно схемы включения резонатора уменьшает общую длину волноводов. Если блоки генератора СВЧ вместе с детектором установлены в каньоне, то волноводную линию можно заменить кабелем. Пучок быстрых электронов направляют вдоль канала, просверленного по центральной оси полюсного наконечника. Возникающие при этом нарушения однородности постоянного магнитного ноля незначите.льны. В спектрометре, примененном для облучения в атомном реакторе, обычный электромагнит заменен на безжелезный соленоид, охлаждаемый водой. [c.455]

Как будет показано ниже, точность измерений интенсивности рентгеновских лучей числом импульсов в основном ограничена ошибками, присущими статистике счета (см. 10.2). Нестабильность электронных схем вносит в измерения интенсивности ошибки, которые налагаются на неустрани.мую статистическую ошибку счета и могут значительно перекрыть ее. С возрастанием сложности счетных схем нестабильность их растет. Она может проявиться либо в виде непрерывного дрейфа самописца, либо в виде флуктуаций зарегистрированного числа импульсов, а также в виде наложения того и другого. Ввести поправку на дрейф сравнительно легко. Наличие флуктуаций может потребовать сокращения интервалов между отсчетами или проведения большего числа измерений интенсивности. Прежде чем усложнить электронную схему регистрации интенсивности рентгеновских лучей или добавить к ней новые блоки, следует взвесить, дадут ли они достаточные преимущества, чтобы превысить риск увеличения нестабильностиНаконец, если пересчетная схема значительно более инерционна, чем детектор, то часть импульсов может быть в ней потеряна в этом случае можно говорить, что такая схема сокращает линейную область связанного с ней детектора. [c.62]

В отличие от эмиссионных методов анализа при аб-сорбциометрии (как в оптической, так и в рентгеновской областях спектра) оценивают не интенсивность излучения материала пробы, а интенсивность первичного пучка лучей после его прохождения через пробу. Проба в газообразном, жидком или прозрачном для избранного излучения твердом состоянии вводится между выбранным источником света и спектральным прибором. В качестве источника света берут излучатель со сплошным спектром излучения или выбирают лампу с тем или иным характерным спектром. Избирательно ослабленное пробой общее или монохроматическое излучение в оптической области спектра фиксируется, как правило, различными схемами фотоэлектрической регистрации [23], а в рентгеновской области — детекторами рентгеновского излучения. [c.16]

Малоугловая рентгеновская установка КРМ-1. Установка предназначена для изучения диффузного и дискретного рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами с целью определения формы и размеров областей равной плотности в широком интервале температур (от —125 до +500 °С) и исследования образцов в виде пленок и волокон в обычном, растянутом и других состояниях. Установка может быть применена также для исследования коллоидных растворов, органических и неорганических стекол, саж и других материалов. Установка позволяет проводить автоматическую регистрацию кривых рассеяния при непрерывном и ступенчатом перемещении детектора. Малоугловой гониометр работает на просвет в диапазоне углов от —2 до +9°, отсчитываемых от центра первичного пучка, при регистрации рассеянного излучения С1(интилляционным счетчиком или фотопленкой. [c.24]

Применение СИ и монохроматоров высокого разрещения позволило разработать совершенно новую и оригинальную методику регистрации неупруго рассеянных рентгеновских лучей, возникающих после поглощения мессбауэровских гамма-квантов. Это оказалось возможным благодаря тому же сочетанию короткого импульса СИ и более длительного времени жизни мессбауэровского уровня, что позволяет за счет временнбго управления детектором, регистрирующим рассеянное излучение, добиться увеличения интенсивности полезного сигнала к шуму На рис. 2.50 [c.106]

Пластмассовые сцштплляторы широко применяют при исследовании космргческих лучей, излучений малой активности, для регистрации короткоживущих частиц, в дозиметрии рентгеновского и у-из-лучений, как детекторы нейтронов пдля других целей [16, с. 65 71]. [c.254]

Эти детекторы представляют собой обычные гейгеровские или пропорциональные счетчики, внутренняя поверхность которых покрыта тонким слоем соединения исследуемого изотопа [65]. В другом варианте конструкции внутрь счетчика помещаются поглотители [67]. Мессбауэровские у-лучи резонансно поглощаются покрытием или поглотителем, и при распаде возбужденного состояния испускаются конверсионные электроны и мягкое рентгеновское излучение. Эти излучения регистрируются счетчиком в 4я-геометрии практически со 100%-ной эффективностью . При использовании этого метода регистрации нерезонансный фон пренебрежимо мал. Недавно в США поступили в продажу резонансные счетчики для Со [58]. [c.108]