38. Спектрометр із дисперсією за довжинами хвиль

Рентгенівське випромінювання довжиною хвилі λ, яке генерується у результаті взаємодії пучка електронів з твердим тілом, можна зареєструвати, використовуючи кристал-аналізатор, на якому відбувається дифракція променів згідно із законом Бреггів (2.5), довжина хвилі залежить від кута падіння θ

Згідно із законом Мозлі довжина хвилі є функцією атомного номера. Визначивши її значення, можна стверджувати про матеріал мішені.

Таким чином, аналіз полягає у безперервному записі інтенсивності рентгенівського випромінювання як функції від кута повороту кристала-аналізатора з подальшим переведенням піків у довжини хвиль згідно із законом Бреггів і використанням закону Мозлі.

Для реєстрація променів різних довжин хвиль кристалом-аналізатором потрібно, щоб він переміщувався по прямій лінії від точки падіння пучка, оскільки, для відбиттів першого порядку (n=1) (2.6)

Рисунок 2.14 – Блок-схема кристал-дифракційного спектрометра: 1- зразок; 2 – пучок первинних електронів; 3 - рентгенівське випромінювання; 4 - кристал-аналізатор; 5 - дифрагований промінь; 6 - детектор; 7 - коло фокусування; 8 - полюсний наконечник об’єктивної лінзи

Рисунок 2.15 – Блок-схема газового проточного пропорційного лічильника: 1 - рентгенівське випромінювання; 2 - тонке вікно; 3 - ізолятор; 4 - до підсилювача; 5 - до високовольтного блока; 6 - вхід газу; 7 - вихід газу

39. Рентгенівський спектрометр із дисперсією за енергіями.

Рисунок 2.16 – Спрощена блок-схема спектрометра з дисперсією за енергією: 1 - зразок; 2 - пучок електронів; 3 - рентгенівське випромінювання; 4 - берилієве вікно; 5 - детектор; 6 - кріостат; 7 - попередній підсилювач; 8 - підсилювач; 9 - багатоканальний аналізатор; 10 - блок виведених даних

У вакуумному середовищі якого знаходиться охолоджений кремнієвий напівпровідниковий детектор по краях якого знаходяться ділянки n- та p-типу, до яких підводиться напруга у зворотному напрямку. Низька температура потрібна для зменшення рівня шумів та для обмеження рухливості іонів літію. На неохолоджений кристал не можна подавати напругу зміщення.

При поглинанні фотона рентгенівського випромінювання утворюється високоенергетичний фотоелектрон, який свою енергію впливає на утворення електрон-діркових пар. Вони розділяються прикладеною напругою і формують імпульс заряду, який потім у попередньому підсилювачі на польовому транзисторі перетворюється в імпульс напруги. Таким чином, амплітуда імпульсів, які формує детектор, пропорційна енергії вхідного рентгенівського кванта.