Рентгеновские дисперсионные спектрометры

Бывают рентгеновские спектрометры с плоскими и изогнутыми кристаллами. Принцип действия последних аналогичен действию спектрометра с вогнутой дифракционной решеткой.

.

Рис.5 Схемы рентгеновских спектрометров с плоским (а) и вогнутым (б) кристаллом:

1 - рентгеновская трубка; 2 - образец; 3,5 - коллиматоры; 4 - кристалл-анализатор; 6 - детектор;

7,8 - щели

Кристаллы могут работать и на отражение и на пропускание. Рассмотрим схему рентгеновского спектрометра с плоским кристаллом (Рис. 5 а). Спектрометр состоит из рентгеновской трубки - источника возбуждения; анализатора, состоящего из кристалла-анализатора, двух коллиматоров и детектора. Коллиматоры представляющих собой ряд параллельных металлических пластин. Если спектрометр предназначен для получения флуоресцентных спектров, то образец устанавливают в держателе за выходным окном рентгеновской трубки.

Рентгеновское излучение, выходящее из трубки, попадает на пробу и возбуждает в ней вторичное рентгеновское излучение, распространяющееся по всем направлениям. Первый коллиматор, пропускает на плоский кристалл-анализатор лучи одного направления (под одним углом). Отраженный под углом j* от кристалла пучок лучей после прохождения второго коллиматора попадает на детектор. При данном положении кристалла-анализатора и детектора регистрируется только одна длина волны (одна линия) рентгеновского спектра. Чтобы зарегистрировать другие линии, надо, постепенно поворачивая кристалл-анализатор и одновременно перемещая детектор, изменять углы j и j*. В зависимости от угла будут регистрироваться различные монохроматические линии в соответствии с законом Вульфа - Брегга:

_{; ; …} (7)

Аналогичным образом идет разложение рентгеновского излучения пробы по длинам волн и в анализаторе с изогнутым кристаллом, разница лишь в том, что в таких приборах нет коллиматоров, их роль выполняет сам кристалл-анализатор. Рассмотренные анализаторы являются сканирующими, так как спектральные линии регистрируются последовательно по мере перемещения кристалл-анализатора.

В приборах с несколькими выходными щелями также могут быть использованы и плоские и вогнутые кристаллы. Такие приборы позволяют выполнить одновременный анализ нескольких элементов. Количество определяемых элементов зависит от количества выходных щелей. Имеются приборы, в которых всего 2, 3 выходные щели.

Во всех приборах с кристалл-анализаторами происходит волновая дисперсия, т.е. рентгеновское излучение разлагается по длинам волн.