x射線衍射方法ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-10 05:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1）正比計數(shù)器和蓋革計數(shù)器 X射線光子能使氣體電離，所產(chǎn)生的電子在電場作用下向陽極加速運動，這些高速的電子足以再使氣體電離，而新產(chǎn)生的電子又可引起更多氣體電離，于是出現(xiàn)電離過程的連鎖反應(yīng)。在極短時間內(nèi)，所產(chǎn)生的大量電子便會涌向陽板金屬絲，從而出現(xiàn)一個可以探測到的脈沖電流。這樣，一個 X射線光子的照射就有可能產(chǎn)生大量離子，這就是氣體的放大作用。計數(shù)管在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)稱為計數(shù)率，它的大小與單位時間內(nèi)進(jìn)入計數(shù)管的 X射線光子數(shù)成正比，亦即與 X射線的強度成正比。 特點： *正比計數(shù)器所繪出的脈沖大?。}沖的高度）和它所吸收的 X射線光子能量成正比。只要在正比計數(shù)器的輸出電路上加上一個脈高分析器，對所接收的脈沖按其高度進(jìn)行甑別，就可獲得只由某一波長 X射線產(chǎn)生的脈沖。然后對其進(jìn)行計數(shù)。從而排除其它波長的幅射的影響。 *正比計數(shù)器性能穩(wěn)定，能量分辨率高，背底脈沖極低。 *正比計數(shù)器反應(yīng)極快，它對兩個連續(xù)到來的脈沖的分辨時間只需 106秒。光子計數(shù)效率很高，在理想的情況下沒有計數(shù)損失。 *正比計數(shù)器的缺點在于對溫度比較敏感，計數(shù)管需要高度穩(wěn)定的電壓，又由于雪崩放電所引起電壓的瞬時脫落只有幾 毫伏，故需要強大的放大設(shè)備 。 蓋革計數(shù)器與正比計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理相似。但它的氣體放大倍數(shù)很大，輸出脈沖的大小與入射 X射線的能量無關(guān)。對脈沖的分辨率較低，因此具有計數(shù)的損失。 2）閃爍計數(shù)器 閃爍計數(shù)器是利用 X射線激發(fā)某此晶體的熒光效應(yīng)來探測 X射線的。它由首先將接收到的 X射線光子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夤庾?，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮樱缓笮纬呻娒}沖而進(jìn)行計數(shù)的。它主要由 閃爍體 和 光電倍增管 兩部分組成。 閃爍體是一種在受到 X射線光子轟擊時能夠發(fā)出可見光熒光的晶體，最常用的是用鉈活化的碘化鈉 Nal（ TI）單晶體。 光電倍增管的作用則是將可見光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖。當(dāng)閃爍晶體吸收了 X射線光子后，即發(fā)出閃光，后者投射到光電倍增器的光敏陰極上，使之迸出光電子。然后在電場的驅(qū)使下，這些電子被加速并轟擊 光電倍增器的第一個倍增極，并由于次級發(fā)射而產(chǎn)生附加電子。在光電倍增器中通常有 10或 11個倍增級，每一個倍增極的正電位均較其前～個高出約100V。于是電子依次經(jīng)過各個倍增極，最后在陽板上便可收集到數(shù)量極其巨大的電子，從而產(chǎn)生一個電脈沖，其數(shù)量級可達(dá)幾伏。 產(chǎn)生的脈沖的數(shù)量與入射的 X射線光子的數(shù)目有關(guān)，亦即與 X射線的強度有關(guān)。 （一） X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理 X射線探測器 特點： ＊脈沖的大小與 X射線的能量有關(guān)，因此，它也可象正比計數(shù)器那樣，用一個脈高分析器，對所接收的脈沖按其高度進(jìn)行甑別。也可排除其它波長的幅射的影響。 ＊閃爍計數(shù)器的反應(yīng)很快，其分辨時間達(dá) 108秒。因而在計數(shù)率達(dá)到 105次/秒以下時，不會有計數(shù)的損失。 ＊閃爍計數(shù)器的缺點是背底脈沖高。這是因為即使在沒有 X射線光電子進(jìn)入計數(shù)管時，仍會產(chǎn)生“無照電流”的脈沖。 其來源為光敏陰極因熱離子發(fā)射而產(chǎn)生的電子。此外，閃爍計數(shù)器的價格較貴。晶體易于受潮解而失效。 X射線檢測記錄裝置 這一裝置的作用是把從計數(shù)管輸送來的脈沖信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，并將結(jié)果加以顯示或記錄。它由一系列集成電路或晶體管電路及有關(guān)的儀器組成。 由計數(shù)管所產(chǎn)生的低壓脈沖，首先在前置放大器中經(jīng)過放大，然后傳送到線性放大器和脈沖整形器中放大、整形，轉(zhuǎn)變成其脈高與所吸收 X射線光子的能量成正比的矩形脈沖。輸出的矩形脈沖波再通過脈高甄別器和脈高分析器，把脈高不符合于指定要求的脈沖甄別開，只讓其脈高與所選用的單色 X射級光子的能量相對應(yīng)的脈沖信號通過。所通過的那些脈高均一的矩形脈沖波可以同時分別輸往脈沖平均電路和計數(shù)電路 （一） X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理 X射線檢測記錄裝置 脈沖平均電路的作用是使在時間間隔上無規(guī)則地輸入的脈沖減為穩(wěn)定的脈沖平均電流，后者的起伏大小與平均脈沖速率成正比，亦即與接收到的 X射線的強度成正比。脈沖平均電路具有一個可調(diào)的電容來調(diào)節(jié)時間常數(shù) RC的大小。 RC大，脈沖電流的平波效應(yīng)就強，電流隨時間變化的細(xì)小差別相應(yīng)減小。 RC小，則可以提高對這些細(xì)節(jié)的分辨能力。由脈沖平均電路輸出的平均電流，然后饋送給計數(shù)率儀和長圖自動記錄儀。從計數(shù)率儀的微安計上可以直接讀得脈沖平均電流的大小。長圖自動記錄儀把電流的起伏轉(zhuǎn)變?yōu)殡娢徊畹淖兓佑涗浌P畫出相應(yīng)的曲線，而記錄紙的走紙速度則與計數(shù)管繞測角計軸線轉(zhuǎn)動的速度（掃描速度）成正比關(guān)系。所以長圖自動記錄僅能夠以強度分布曲線的形式自動記錄下 X射線衍射強度隨衍射角 2θ的變化，提供直觀而又可以永久保存的衍射圖譜。 計數(shù)電路由定標(biāo)器和定時器組成。定標(biāo)器的作用是對輸入的脈沖進(jìn)行計數(shù)。定標(biāo)器與定時器相配合，可以定時計數(shù)（在規(guī)定的
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