X-ray射线仪吸收实验手册.pdf

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1、AbsorptionofX-raysX-射线吸收实验12150.003相关内容(Relatedtopics)4.函数μ/ρ=f(Z)被证明是有效的。轫致辐射、特征辐射、布喇格散射、微弱吸收、质量吸收系数、吸收边沿、半吸收厚度、光电效应、康普实验设备组装和实验过程(Set-upandprocedure)敦散射、配对生产按例图1组装实验设备。把X-射线仪的开关关掉，在实验设备基板面的相应原理和任务(Principleandtask)的套接口上连接好角度计和计数管，设置角度计和裱好使用单晶分析仪可以对多色的X-射线进行能量的的晶体分析仪在左挡板

2、，设置计数管在右档板。选择，获得的单色辐射做为主辐射，用它来测量各种金记录光谱还需要以下的设置：属的吸收行为与吸收厚度和主辐射波长的函数关系。—自动和手动模式—门时50s或更长课题(Problems)—角步进宽度0.1°1.由测量得到，铝、锌的主辐射强度的减弱是材料厚—截止电压UA=25-35kV,截止电流IA=1mA度和在两个不同波长处的函数。从测量值的图中可以决定物质的吸收系数。注意(NOTE)2.一定厚度的铝、锌、锡箔物质吸收系数的厚度常数请不要将计数管长时暴露在主辐射区下。3被确定是波长的函数，这可以用函数μ/ρ=ƒ(λ)为了保证

3、最小的相对误差，总是使用一个50s或更图象表示出来。长的门时，以致所有的脉冲数总能高于1000。在脉冲小3.铜、镍的物质吸收系数被确定是波长和测量划分值时，本底辐射必须被计算在内，仔细测定在加速电压的函数。K层能量可以被计算出来。Uα=0V时。例图1X-射线吸收测定实验的组装图K&H由于计数器存在死时间τ，高脉冲率N*应根据如下为了能对不同物质的吸收能力进行直接比较，最好的式子，被修改为正确的脉冲率N。使用半吸收厚度d1/2，这种材料厚度能将主辐射强度减半。当使用半吸收厚度时，方程式(2)转化：N*N=(withτ=90μsec)(1)1

4、1−τN*d/12=.069(3)μ为了确定两种不同材料(Al和Zn)的吸收是吸收器厚度的函数，首先，不用吸收器测量不同观察角（波长）由于衰变系数和质量成比例，质量的吸收系数μ/ρ2的强度，然后用吸收器在测量一遍。两种金属箔可以结常被使用(其中ρ是质量密度，单位是cm/g)。合使用。在例图2中绘制测量值。在6°<ϑ<16°范围内Δϑ=1°-2°方式递增，下列过程将引起强度的衰变：先确定铝的吸收(d=0.08mm)，然后是锡(d=0.025mm)1.光电效应并绘制在例图3中。2.散射为了保证镍和铜（d=0.025mm）的测量值达到足够3.配

5、对产生的精度，可以在吸收边沿附近增加测量点的数目和在宽第三步是适合γ射线辐射的，为了符合最低能量的波长内增加测量间隔（例图4和例图5）。要求，正好等于电子静止能量的2倍。22E0=2m0c=1.02MeV理论和计算(Theoryandevaluation)为此，X-射线的吸收系数由下面分量组成：如果让强度为I0的X-射线穿透厚度为d的物质，那么μ=τ+σ(4)穿透后的强度将由如下公式算出：τ=光电效应吸收系数υ=散射系数IIe-μ(λ)d=0(2)-1衰变系数直线的斜率μ量的单位是cm，它与主辐射的波长λ和原子序数Z相关。例图3铝和锡的3

6、μ/ρ是主辐射波长的函数,Uα=25kV例图2脉冲率的半对数坐标表述是吸收器厚度的函数Ua=35kV，Ia=1mV曲线1铝（Z=13）；λ=139pm曲线2铝（Z=13）；λ=70pm曲线3锌（Z=30）；λ=139pmK&H3在这里使用的波长范围，主要是考虑光电效应吸收例图3显示了(5)式给出的波长相应的λ，由实验的原因，为此：τ>σ。确定的铝和锡(Z=50、ρ=7.28g/cm3)相互关系。如果下面使用的等式(经验所得)已经足够精确：X-射线的波长减少，以致它的能量等于某一个吸收器原τμ子能级的能量时，发现吸收有一个突然的增加。例图4

7、33≈=κ(λ⋅Ζ)()9(5)ρρρ显示了铜的这种情况(Z=29、=8.96g/cm3)。λ因此，根据(5)式，当数值直线下降到极限波长κ其中Z是原子序数。时，又忽然上升到下降以前。在这个实验中，λ>λκ以上的常数K的各个因数只适用于波长λ<λκ，其中=138pm，所以要使用下面的式子：把λ理解为相应的K能级吸收边沿波长。其它各数因子κh⋅cΕ=(7)只使用与λ<λ。κκeλκ它是与随着主辐射吸收的波长增加的吸收和吸收元素的原子序数相一致的。其中：-34由于吸收是整个原子的特性，它相当于从相关的元h=6.625610Js普朗克常数8-1

8、素的附加吸收系数编译出来的分子吸收c=2.997910m/s光速-19为了产生铜X-射线光谱吸收分析所必须的单色辐e=1.602110C基本电荷电量射，一个单晶将被作为单色仪使用。波长λ由布喇