1. Пропорциональный счетчик (ПК)
ПК обычно использует металлический круг с внутренним диаметром около 25 мм в качестве катода, а в центре круга есть вольфрамовая проволока, вытянутая в прямую линию в качестве анода, а цилиндр заполнен паром или газом под давлением 0,5–1 атм. и около 10% охлажденного газа (обычно СН, этанол или кл). Боковая стенка или один конец цилиндра снабжены окном для падающего рентгеновского излучения. Поскольку рентгеновские лучи, используемые в дифракционных экспериментах, в основном являются мягкими рентгеновскими лучами, стенка окна должна быть очень тонкой. В качестве материала окна обычно используется лист слюды или лоскутное одеяло.
ПК работает в области, пропорциональной газовому разряду в трубке. При использовании ПК между двумя электродами необходимо подать высокое напряжение постоянного тока 1000–2000 В, в зависимости от разрядных характеристик используемого счетчика. Когда ПК облучается рентгеновскими лучами, газ в трубке ионизируется, и количество первоначально образующихся пар ионов пропорционально энергии квантов Рентгеновский. Под действием достаточно высокого (пропорционального разрядной области) электродного напряжения ионы движутся направленно и в процессе движения непрерывно сталкиваются с другими молекулами нейтрального газа, что приводит к вторичной или многократной ионизации и сопровождается фотоэлектрическим эффектом, при этом во времени число ионизации умножается с образованием ограниченного разряда (электронной лавины или газового разряда); Когда все заряды накопится на соответствующем электроде, разряд прекращается. Временная история каждого разряда очень короткая, около 0,2–0,5 мс. Поэтому каждый раз, когда рентгеновский квант попадает в ПК, между полюсами будет проходить импульсный ток. Среднее падение напряжения (амплитуда импульсного напряжения), генерируемое импульсным током на сопротивлении нагрузки, пропорционально энергии квантов падающего рентгеновского излучения,
Согласно характеристикам разряда ПК, средняя амплитуда определяется энергией квантов падающего рентгеновского излучения, и чем уже ширина распределения амплитуды импульса, тем лучше энергетическое разрешение.
2. ССчетчик синтилляций(СК)
Сцинтилляционный счетчик (СК), используемый вДифракция рентгеновского излученияВ анализе в основном используются кристаллы Нал, легированные ТИ. На следующей схеме показана базовая структура сцинтилляционного счетчика, который состоит из трех частей: сцинтиллятора, фотоумножителя и предусилителя.
Сцинтиллятор представляет собой кусочек прозрачного монокристалла Нал, легированный примерно 0,5% Т в качестве активатора, толщиной около 1–2 мм. Кристаллы запечатаны в специальную коробку, защищающую кристаллы Нал от повреждения влагой. Одна сторона запечатанной коробки представляет собой тонкий лист (рентгеновский), служащий окном для приема рентгеновских лучей; другая сторона представляет собой лист оптического стекла, прозрачного для сине-фиолетового света.
Внутри находится многоступенчатый ускоряющий электрод, называемый полюсом умножителя, рабочее время между катодом и коллектором (то есть анодом) для сбора фототока, напряжения через делитель напряжения одновременно на каждый полюс умножителя выше, так что между каждым полюсом умножителя существует разность напряжений.
В настоящее время СК по-прежнему остается наиболее универсальным детектором для различных работ по дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Его основные преимущества: для различных длин волн рентгеновских лучей, используемых в рентгеновской дифракции кристаллов, он имеет высокую квантовую эффективность, близкую к 100%, хорошую стабильность, длительный срок службы: кроме того, он имеет очень короткое время разрешения ( порядка 10-7 с), как пропорциональный счетчик. Следовательно, нет необходимости учитывать потери счета, вызванные самим детектором; Он также имеет определенное энергетическое разрешение для мягких лучей, используемых длякристалл дифракция. Поэтому большинство современных рентгеновских аппаратов оснащены счетчиками вспышек.
три,Сполупроводниковый детектор (SDD)
1. Структура
2. Принцип работы:Когда рентгеновские лучи облучают полупроводник, из-за ионизации кванта луча может образоваться несколько электронно-пространственных шести пар. Если взять в качестве примера структуру, то под действием электрического поля между электродами электроны, генерируемые в собственной области электронно-пустых шести пар, концентрируются в n-области, а пустая шестерка собирается в p-области. В результате во внешнюю цепь будет течь небольшой импульсный ток, а собственная область будет играть роль ионизационного ящика. Энергия, необходимая для ионизации твердотельного накопителя с образованием шести пар без электронов, составляет около 3,8 эВ, а время разрешения импульса твердотельного накопителя составляет около 10-8 с, поэтому это чрезвычайно превосходный детектор.
твердотельный накопитель можно использовать не только в качестве счетчика лучей для измерения интенсивности луча, но и энергии луча. SSD с высоким энергетическим разрешением используется в качествеРентгеновский детектор для дифрактометра, а также может использоваться как эффективный (почти 100%) метод монохроматичности. Благодаря высокому энергетическому разрешению SSD измеряется только K, что позволяет избежать потери прочности и тем самым увеличить интенсивность приема рентгеновского излучения в несколько раз. Использование твердотельный накопитель врентгеновский радиометрможно также выполнить одновременный рентгенорадиографический и рентгеновский энергетический спектральный анализ, что очень ценно для фазового анализа. Эти превосходные свойства твердотельные накопители привлекли внимание специалистов по дифракционному анализу, и твердотельные накопители с высоким энергетическим разрешением теперь включены в качестве опции в базовую конфигурацию рентгеновских рентгенограмм.