1. Proportionalzähler (PC)

PC verwendet im Allgemeinen einen Metallkreis mit einem Innendurchmesser von etwa 25 mm als Kathode, und in der Mitte des Kreises befindet sich ein in einer geraden Linie gezogener Wolframdraht als Anode, und der Zylinder ist mit 0,5 bis 1 atm Dampf oder Gas gefüllt. und etwa 10 % des gelöschten Gases (im Allgemeinen CH, Ethanol oder CI). Die Seitenwand oder ein Ende des Zylinders ist mit einem Fenster für einfallende Röntgenstrahlen versehen. Da es sich bei den in Beugungsexperimenten verwendeten Röntgenstrahlen meist um weiche Röntgenstrahlen handelt, muss die Fensterwand extrem dünn sein. Das verwendete Fenstermaterial ist normalerweise Glimmerplatte oder Steppdecke.

Der PC arbeitet im Proportionalbereich der Gasentladung in der Röhre. Bei der Verwendung von PC muss je nach Entladecharakteristik des verwendeten Zählers eine DC-Hochspannung von 1000–2000 V zwischen den beiden Elektroden angelegt werden. Wenn ein PC mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, wird das Gas in der Röhre ionisiert und die Anzahl der anfänglich erzeugten Ionenpaare ist proportional zur Quantenenergie des PCs Röntgen. Unter Einwirkung einer entsprechend hohen (proportionalen Entladungsbereich) Elektrodenspannung bewegen sich Ionen gerichtet und kollidieren dabei kontinuierlich mit anderen Neutralgasmolekülen, was zu einer sekundären oder mehrfachen Ionisierung führt und dabei den photoelektrischen Effekt mit sich bringt Mit der Zeit vervielfacht sich die Zahl der Ionisierungen, um eine begrenzte Entladung (eine Elektronenlawine oder eine Gasentladung) zu bilden. Wenn sich alle Ladungen an der entsprechenden Elektrode angesammelt haben, stoppt die Entladung. Der Zeitverlauf jeder Entladung ist sehr kurz, etwa 0,2 bis 0,5 ms. Jedes Mal, wenn ein Röntgenquant in den PC eintritt, fließt daher ein Impulsstrom zwischen den Polen. Der durchschnittliche Spannungsabfall (Impulsspannungsamplitude), der durch den Impulsstrom am Lastwiderstand erzeugt wird, ist proportional zur Quantenenergie des einfallenden Röntgenstrahls.

Gemäß den Entladungseigenschaften von PC wird die durchschnittliche Amplitude durch die Quantenenergie des einfallenden Röntgenstrahls bestimmt. Je schmaler die Breite der Impulsamplitudenverteilung ist, desto besser ist die Energieauflösung.

2. SCintillationszähler(SC)

Der Szintillationszähler (SC), der in verwendet wirdRöntgenbeugungDie Analyse verwendet hauptsächlich mit TI dotierte Nal-Kristalle. Das folgende Diagramm zeigt den Grundaufbau des Szintillationszählers, der aus drei Teilen besteht: Szintillation, Photomultiplier und Vorverstärker.

Szintillator ist eine Scheibe aus transparentem Nal-Einkristall, dotiert mit etwa 0,5 % T als Aktivator, etwa 1–2 mm dick. Die Kristalle sind in einer speziellen Box versiegelt, um die Nal-Kristalle vor Feuchtigkeitsschäden zu schützen. Eine Seite der versiegelten Box ist eine dünne Folie (Röntgenfolie), die als Fenster zum Empfang von Röntgenstrahlen dient; Die andere Seite ist eine optische Glasscheibe, die für blauviolettes Licht transparent ist.

Im Inneren befindet sich eine mehrstufige Beschleunigungselektrode, die als Multiplikatorpol bezeichnet wird. Die Arbeitszeit zwischen der Kathode und dem Kollektor (d. h. der Anode) dient zum Sammeln des Photostroms und der Spannung durch einen Spannungsteiler gleichzeitig an jeden darüber liegenden Multiplikatorpol. so dass zwischen jedem Multiplikatorpol eine Spannungsdifferenz besteht.

Derzeit ist SC immer noch der vielseitigste Detektor für verschiedene Kristall-Röntgenbeugungsarbeiten. Seine Hauptvorteile sind: Für die verschiedenen Röntgenwellenlängen, die bei Kristallröntgenbeugungsarbeiten verwendet werden, weist es eine hohe Quanteneffizienz von nahezu 100 % auf, gute Stabilität, lange Lebensdauer: Darüber hinaus verfügt es über eine sehr kurze Auflösungszeit ( in der Größenordnung von 10-7s) wie der Proportionalzähler. Daher ist es nicht notwendig, den durch den Detektor selbst verursachten Zählverlust zu berücksichtigen; Es hat auch eine gewisse Energieauflösung für die verwendeten weichen StrahlenKristallbeugung. Daher sind die meisten heutigen Röntgenaufnahmen mit Blitzzählern ausgestattet.

drei,SHalbleiterdetektor (SDD)

1.Struktur

2. Funktionsprinzip:Wenn der Röntgenstrahl den Halbleiter bestrahlt, können aufgrund der Ionisierung des Strahlquants einige Elektronenraum-Sechs-Paare erzeugt werden. Nehmen wir als Beispiel die Struktur von: Unter dem elektrischen Feld zwischen den Elektroden werden die im Eigenbereich der sechs Elektronenpaare erzeugten Elektronen im n-Bereich konzentriert, und die leeren Sechs werden im p-Bereich gesammelt. Infolgedessen fließt ein kleiner Impulsstrom zum externen Stromkreis, und der Eigenbereich spielt die Rolle der [Ionisationsbox]. Die für die Ionisierung von SSD erforderliche Energie, um ein Paar elektronenleerer sechs Paare zu erzeugen, beträgt etwa 3,8 eV, und die Impulsauflösungszeit von SSD beträgt etwa 10-8 Sekunden, sodass es sich um einen äußerst hervorragenden Detektor handelt.

SSD kann nicht nur als Strahlenzähler zur Messung der Intensität des Strahls, sondern auch der Energie des Strahls verwendet werden. Als SSD kommt die hochauflösende SSD zum EinsatzRöntgendetektor für ein Diffraktometer und kann auch als effiziente (nahezu 100 %)[Monochromatizität]-Methode verwendet werden. Durch die hohe Energieauflösung der SSD wird nur K gemessen, wodurch ein Kraftverlust vermieden wird und dadurch die Intensität des Röntgenempfangs um ein Vielfaches erhöht wird. Die Verwendung von SSD inRöntgenradiometerkann auch eine gleichzeitige Röntgen- und Röntgenenergiespektrumanalyse durchführen, was für die Phasenanalyse sehr wertvoll ist. Diese überlegenen Eigenschaften von SSDS haben in der Beugungsanalyse Aufmerksamkeit erregt, und SSDS mit hoher Energieauflösung werden jetzt als Option in der Grundkonfiguration von Röntgenaufnahmen aufgeführt.