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X射線熒光光譜儀分光晶體簡介

2022.9.25

  分光晶體是光譜儀的重要元件,應(yīng)用了X射線的衍射特性,將樣品發(fā)射的各元素的特征X射線熒光,按波長分開以便測量每條譜線。不同的晶體和同一晶體的不同晶面具有不同的色散率和分辨率。

  由上式可以看出,晶體角色散率和所用晶體的晶面間距2d、衍射角θ及衍射級(jí)有關(guān),即2d間距越小,角色散率越大;衍射角越大,角色散率θ越高;衍射級(jí)n越大,角色散率越高。但強(qiáng)度相反,角色散率最好而強(qiáng)度最差。晶體角色散率是指某一晶體有效分開譜線的能力,即θ角對波長λ的變化率。通過對布拉格方程λ微分,得到角色散率的關(guān)系式:dθ/dλ=n/2dcosθ

  分辨率(dλ/ λ)指譜線相對寬度,有時(shí)稱為譜峰半高寬(FWHM)。光譜儀的分辨率不僅取決于晶體對光譜的角色散率,而且也取決于衍射線的FWHM、準(zhǔn)直器立體角、狹縫系統(tǒng)半寬高和晶體反射性能。

  分光晶體的選擇標(biāo)準(zhǔn)是:

  1)適合于所需要測量的分析線的波長范圍,2d > λ,并且衍射強(qiáng)度大,峰背比高;

  2)分辨率高,即具有較高的色散率和窄的衍射峰寬度;

  3)不產(chǎn)生異常反射線,不產(chǎn)生晶體熒光,不含干擾元素;

  4)穩(wěn)定性好,要求溫度系數(shù)小,對水蒸氣、空氣、X射線中曝光時(shí)的穩(wěn)定性要好,機(jī)械性能良好。

  晶體的適用范圍受以下兩方面的限制:

  1)布拉格衍射條件:nλ/2d= sinθ≤1,即每塊晶體其最大可產(chǎn)生衍射的波長為其面間距的2倍,因此為了覆蓋元素周期表中各元素發(fā)出的不同波長,需要有不同2d值的多塊晶體或晶面用于分光;

  2)測角儀的2θ角掃描角度范圍,探測器的2θ角一般小于148°。

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