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(jì)數(shù)器和蓋革計(jì)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(yùn)動(dòng)，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(shí)間內(nèi)，所產(chǎn)生的大量電子便會(huì)涌向陽板金屬絲，從而出現(xiàn)一個(gè)可以探測(cè)到的脈沖電流。這樣，一個(gè) 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(jì)數(shù)管在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)稱為計(jì)數(shù)率，它的大小與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入計(jì)數(shù)管的 X射線光子數(shù)成正比，亦即與 X射線的強(qiáng)度成正比。 特點(diǎn)： *正比計(jì)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(jì)數(shù)器的輸出電路上加上一個(gè)脈高分析器，對(duì)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(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。從而排除其它波長的幅射的影響。 *正比計(jì)數(shù)器性能穩(wěn)定，能量分辨率高，背底脈沖極低。 *正比計(jì)數(shù)器反應(yīng)極快，它對(duì)兩個(gè)連續(xù)到來的脈沖的分辨時(shí)間只需 106秒。光子計(jì)數(shù)效率很高，在理想的情況下沒有計(jì)數(shù)損失。 *正比計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)在于對(duì)溫度比較敏感，計(jì)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(shí)脫落只有幾 毫伏，故需要強(qiáng)大的放大設(shè)備 。 蓋革計(jì)數(shù)器與正比計(jì)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(duì)脈沖的分辨率較低，因此具有計(jì)數(shù)的損失。 2）閃爍計(jì)數(shù)器 閃爍計(jì)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(cè) 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(jì)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(shí)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(gè)倍增極，并由于次級(jí)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(gè)倍增級(jí)，每一個(gè)倍增極的正電位均較其前～個(gè)高出約100V。于是電子依次經(jīng)過各個(gè)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(gè)電脈沖，其數(shù)量級(jí)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(qiáng)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(cè)器 特點(diǎn)： ＊脈沖的大小與 X射線的能量有關(guān)，因此，它也可象正比計(jì)數(shù)器那樣，用一個(gè)脈高分析器，對(duì)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(jì)數(shù)器的反應(yīng)很快，其分辨時(shí)間達(dá) 108秒。因而在計(jì)數(shù)率達(dá)到 105次/秒以下時(shí)，不會(huì)有計(jì)數(shù)的損失。 ＊閃爍計(jì)數(shù)器的缺點(diǎn)是背底脈沖高。這是因?yàn)榧词乖跊]有 X射線光電子進(jìn)入計(jì)數(shù)管時(shí)，仍會(huì)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(jì)數(shù)器的價(jià)格較貴。晶體易于受潮解而失效。 X射線檢測(cè)記錄裝置 這一裝置的作用是把從計(jì)數(shù)管輸送來的脈沖信號(hào)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(jì)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(jí)光子的能量相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)通過。所通過的那些脈高均一的矩形脈沖波可以同時(shí)分別輸往脈沖平均電路和計(jì)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(cè)記錄裝置 脈沖平均電路的作用是使在時(shí)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(qiáng)度成正比。脈沖平均電路具有一個(gè)可調(diào)的電容來調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù) RC的大小。 RC大，脈沖電流的平波效應(yīng)就強(qiáng)，電流隨時(shí)間變化的細(xì)小差別相應(yīng)減小。 RC小，則可以提高對(duì)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(jì)數(shù)率儀和長圖自動(dòng)記錄儀。從計(jì)數(shù)率儀的微安計(jì)上可以直接讀得脈沖平均電流的大小。長圖自動(dòng)記錄儀把電流的起伏轉(zhuǎn)變?yōu)殡娢徊畹淖兓?，并帶?dòng)記錄筆畫出相應(yīng)的曲線，而記錄紙的走紙速度則與計(jì)數(shù)管繞測(cè)角計(jì)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的速度（掃描速度）成正比關(guān)系。所以長圖自動(dòng)記錄僅能夠以強(qiáng)度分布曲線的形式自動(dòng)記錄下 X射線衍射強(qiáng)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(jì)數(shù)電路由定標(biāo)器和定時(shí)器組成。定標(biāo)器的作用是對(duì)輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。定標(biāo)器與定時(shí)器相配合，可以定時(shí)計(jì)數(shù)（在規(guī)定的
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