1. Compteur proportionnel (PC)

Le PC utilise généralement un cercle métallique d'un diamètre intérieur d'environ 25 mm comme cathode, et le centre du cercle a un fil de tungstène tiré en ligne droite comme anode, et le cylindre est rempli de 0,5 à 1 atm de vapeur ou de gaz, et environ 10 % du gaz trempé (généralement CH, éthanol ou CI). La paroi latérale ou une extrémité du cylindre est dotée d'une fenêtre pour les rayons X incidents. Étant donné que les rayons X utilisés dans les expériences de diffraction sont pour la plupart des rayons X mous, la paroi de la fenêtre doit être extrêmement fine. Le matériau de fenêtre utilisé est généralement une feuille de mica ou une courtepointe.

Le PC travaille dans la zone proportionnelle de la décharge gazeuse dans le tube. Lors de l'utilisation d'un PC, une haute tension continue de 1 000 ~ 2 000 V doit être ajoutée entre les deux électrodes, en fonction des caractéristiques de décharge du compteur utilisé. Lorsqu'un PC est irradié par un rayon X, le gaz contenu dans le tube est ionisé et le nombre de paires d'ions initialement produites est proportionnel à l'énergie quantique du PC. radiographie. Sous l'action d'une tension d'électrode suffisamment élevée (région de décharge proportionnelle), les ions se déplacent de manière directionnelle et entrent en collision en permanence avec d'autres molécules de gaz neutre en cours de mouvement, ce qui entraîne une ionisation secondaire ou multiple et s'accompagne de l'effet photoélectrique, à ce moment-là. avec le temps, le nombre d'ionisations est multiplié pour former une décharge limitée (une avalanche d'électrons ou une décharge gazeuse) ; Lorsque toutes les charges se sont accumulées sur l'électrode correspondante, la décharge s'arrête. L'historique de chaque décharge est très court, environ 0,2 à 0,5 ms. Par conséquent, chaque fois qu’un quantum de rayons X entre dans le PC, un courant pulsé passe entre les pôles. La chute de tension moyenne (amplitude de tension d'impulsion) générée par le courant d'impulsion sur la résistance de charge est proportionnelle à l'énergie quantique du rayon X incident,

Selon les caractéristiques de décharge du PC, l'amplitude moyenne est déterminée par l'énergie quantique du rayon X incident, et plus la largeur de la distribution d'amplitude d'impulsion est étroite, meilleure est la résolution énergétique.

Deux, Scompteur de cintillations(SC)

Le compteur à scintillation (SC) utilisé dansDiffraction des rayons Xl'analyse utilise principalement des cristaux de Nal dopés au TI. Le diagramme suivant montre la structure de base du compteur à scintillation, qui se compose de trois parties : scintillation, photomultiplicateur et préamplificateur.

Le scintillateur est une tranche de monocristal transparent Nal dopée avec environ 0,5 % de T comme activateur, d'environ 1 à 2 mm d'épaisseur. Les cristaux sont scellés dans une boîte spéciale pour protéger les cristaux Nal des dommages causés par l'humidité. Un côté de la boîte scellée est une fine feuille (rayons X) qui sert de fenêtre pour recevoir les rayons X ; l'autre face est une feuille de verre optique transparente à la lumière bleu-violet.

Il y a une électrode d'accélération à plusieurs étages à l'intérieur, appelée pôle multiplicateur, le temps de travail entre la cathode et le collecteur (c'est-à-dire l'anode) pour collecter le photocourant, la tension à travers un diviseur de tension en même temps vers chaque pôle multiplicateur au-dessus, de sorte qu'il y ait une différence de tension entre chaque pôle multiplicateur.

À l'heure actuelle, le SC reste le détecteur le plus polyvalent pour divers travaux de diffraction des rayons X sur cristaux. Ses principaux avantages sont : pour les différentes longueurs d'onde des rayons X utilisées dans les travaux de diffraction des rayons X sur cristal, il présente un rendement quantique élevé proche de 100 % une bonne stabilité, une longue durée de vie : de plus, il a un temps de résolution très court ( de l'ordre de 10-7s) comme le compteur proportionnel. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de prendre en compte la perte de comptage provoquée par le détecteur lui-même ; Il possède également une certaine résolution énergétique par rapport aux rayons mous utilisés pourdiffraction cristalline. C'est pourquoi la plupart des radiographies actuelles sont équipées de compteurs flash.

trois,SDétecteur d'émiconducteurs (SDD)

1.Structure

2. Principe de fonctionnement :Lorsque les rayons X irradient le semi-conducteur, six paires électron-espace peuvent être produites en raison de l’ionisation du quantum du rayon. En prenant la structure de comme exemple, sous le champ électrique entre les électrodes, les électrons générés dans la région propre des six paires d'électrons vides sont concentrés dans la région n, et les six vides sont rassemblés dans la région p. En conséquence, un petit courant d'impulsion circulera vers le circuit externe et la région propre jouera le rôle de [boîte d'ionisation]. L'énergie requise pour que le SSD soit ionisé afin de produire une paire de six paires vides d'électrons est d'environ 3,8 eV, et le temps de résolution d'impulsion du SSD est d'environ 10 à 8 secondes, c'est donc un détecteur extrêmement excellent.

Le SSD peut non seulement être utilisé comme compteur de rayons pour mesurer l'intensité du rayon, mais également son énergie. Le SSD haute résolution énergétique est utilisé commeDétecteur de rayons X pour un diffractomètre et peut également être utilisé comme méthode efficace (presque 100%)[monochromaticité]. Grâce à la haute résolution énergétique du SSD, seul K est mesuré, évitant ainsi la perte de force et augmentant ainsi plusieurs fois l'intensité de la réception des rayons X. L'utilisation du SSD dansRadiomètre à rayons Xpeut également réaliser une analyse simultanée du spectre radiographique des rayons X et de l'énergie des rayons X, ce qui est très utile pour l'analyse de phase. Ces propriétés supérieures des SSDS ont attiré l'attention dans l'analyse par diffraction, et les SSDS à haute résolution énergétique sont désormais répertoriés comme une option dans la configuration de base des radiographies à rayons X.