-
vznik RTG spekter - RTG
záření je uvolňováno při elektronových přeskocích na vnitřních elektronových
chladinách. Je vysoce energické a má λ 0,1 - 10 nm. Jestliže záření o této
vysoké energii dopadne na atom, vyrazí ( úplně pryč) elektrony z hladin
nejblíže k jádru a na uvolněné místo přeskakují elektrony z vyšších hladin a
rozdíl energií mezi hladinami pak určuje λ emisního záření, které atomy
vydávají.
- α β γ udává
počet přeskočených hladin
- K, L, M udává
na kterou hladinu elektron skočil
Podle toho, jak
interaguje RTG záření s látkou rozeznáváme:
a) RTG
fluorescenční spektrometrii, kdy sledujeme emisní záření vzniklé přeskoky
elektronů na nižší hladiny
b) RTG absorpční analýzu,
kdy sledujeme úbytek záření po průchodu látkou
c) RTG difrakční analýzu,
kdy sledujeme RTG záření odražené od krystalových rovin
a) RTG
fluorescenční spektrometrie
- schéma-
-
zdroj - zdrojem
záření je RTG lampa, která vydává primární RTG spojité záření. Toto záření
dopadne na vzorek, kde vyrazí elektrony z vnitřních hladin. Na uvolněná místa
okamžitě obsadí elektrony z vyšších
hladin a ze vzorku tak vychází sekundární
emisní záření, ve kterém jsou čáry všech prvků obsažených ve vzorku. Tato
záření nazýváme fluorescenční. Záření dopadne na monochromátor
- monochromátor - je tvořen rozkladným
krystalem rozřezaným napříč krystalovými rovinami. Nejčastěji se používá LiF.
Rozložené záření dopadá na otočný detektor.
-
detektor - se
vždy nastaví proti určité čáře. Detektory registrují RTG záření a nejčastěji se
používá ionizační detektor
proporcionální, průtokový - kde dochází k ionizaci netečných plynů RTG
zářením.
- Vlnová délka
emisního záření nám určuje kvalitu ( 3 čáry) intenzita čáry nám určuje kvantitu
( kalibrace).
- výhody - analyzujeme pevné i kapalné
vzorky v původním stavu, navíc při použití více detektorů analýza trvá desítky
sekund až minuty
- nevýhody - drahé
- použití - kvalitativní analýza prakticky
všech prvků od fluoru dále, vzhledem k vysoké ceně se používá především v
ocelářství, geologii, ale také při výrobě skla a cementu, protože analyzuje i
nevodivé materiály
b)
RTG absorpční analýza
-
absorpce RTG záření závisí pouze na vlastnostech atomů, nikoliv na jejich
fyzikálním, či chemickém stavu. Schopnost jednotlivých prvků absorbovat záření
roste postupně s jejich atomovým číslem. Dále absorpce závisí také na tloušťce
vrstvy , kterou záření prochází.
- použití - lékařství a defektoskopie = metoda
na zjišťování nehomogenit v materiálech.
Kontrolují se tak například namáhané spáry, nebo výrobky pro jadernou
energetiku.
-
postup - vzorek ozáříme RTG záření a po průchodu látkou zbytkové záření
detegujeme
c) RTG
difrakční analýza
-
RTG záření může s hmotou interagovat i bez výměny energie. Toho využíváme pro
studium krystalové struktury látek. Při dopadu monochromatického záření na krystal
dojde k odrazu a po odrazu se RTG paprsky skládají a dojde k jejich zesílení,
nebo zeslabení. Tento jev matematicky popisuje Braggův zákon.
Zesílení max. = posun paprsků o celou vlnovou
délku:
Zeslabení max. = posun paprsků o 1/2 vlnové
délky:
-Braggův zákon:
ABA´=
zpoždění 2. paprsku oproti prvnímu, RTG záření bude maximální, jestliže posun
paprsků bude o celistvý násobek vlnové délky - n . λ = 2AB, n . λ = 2 . d . sinα, n... celé číslo, λ... vlnová
délka použitého záření, d = mezirovinná vzdálenost, sinα...úhel dopadu RTG
záření.
-
Na krystal dopadají paprsky RTG záření o určité λ a paprsky, které se odrazily
od vnitřních rovin krystalu mají vlivem delší dráhy určité zpoždění
-
Braggův zákon nám udává závislost mezi λ a úhlem RTG záření a zpoždění paprsku,
které je úměrné mezirovinné vzdálenosti
-
Nejčastěji používáme práškovou metodu, kdy se vzorek rozdrtí na prášek a umístí
se do proudu RTG záření. Tam se neustále otáčí a vždy je některý krystalek
natočen tak, že splňuje Braggovu podmínku a vytvoří bod. Dlouhou expozicí pak
dostaneme záznam buď ve formě kruhů, anebo přímo ve formě píků. Ze vzdálenosti
jednotlivých kroužků, nebo píků, pak určíme vzdálenost krystalových rovin
- použití - identifikace látek (
fotopapír), kvantitativní analýza v případě píků
Žádné komentáře:
Okomentovat