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Röntgenstrahlung zur Strukturanalyse
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Inhalt Strahlung für die Strukturanalyse
Feinstruktur Untersuchung, das heißt zur Beugung der Röntgenstrahlen an kristallinen Gittern oder Objekten mit Abständen im Bereich von 0,1 nm Grobstruktur Untersuchung: Durchleuchtung zur Materialprüfung
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Absorption von Röntgenstrahlen nach einem Beryllium Fenster
Photoeffekt 106 103 1 0, Gefürchtet! Röntgen mit 45 kV Paarbildung Kohärente Streuung Compton-Effekt Erwünscht Å 1,55 0,31
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Röntgenröhre zur Feinstruktur-Untersuchung mit Beryllium Fenster
Heizstrom 4 A 0,4 mm Beryllium Fenster 40 kV 30 mA Für Beugungsversuche in der „Feinstrukturanalyse“ ist langwellige Strahlung erwünsch: Das Fenster aus 0,4 mm Be ist nahezu für alle Wellenlängen transparent!
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Transmission von 0,4 mm Beryllium in Abhängigkeit von der Energie der Röntgenstrahlung
3,10 1,55 1,03 0,78 0,62 0,52 Wellenlänge [Å]
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Cu-Anode mit Brennfleck 0,5 * 8 mm
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Cu-Anode mit Beryllium Fenster
Fenster für „Punktfokus“ Fenster für „Strichfokus“
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Ausführung einer Feinstruktur-Röhre
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Kathode Zwischen der Kathode und dem Gehäuse liegen 40 kV
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Kathode mit Wehnelt-Zylinder
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Wasserzuführung Das Wasser sprüht durch den Spalt auf die Rückseite der Anode
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Röntgenstrahlung zur Beugung in der Feinstrukturuntersuchung
Feststehende Röhren oder Drehanoden aus Kupfer (E=8 keV, λKα = 0,154 nm) oder Molybdän (E=16 keV, λKα = 0,07 nm) Das Material im Röhrenfenster, 0,4 mm Beryllium, absorbiert praktisch nicht, denn die „weiche“ Strahlung ist erwünscht: Weiche Strahlung zeigt einen hohen Streuquerschnitt für kohärente Streuung Allerdings: die „weichen“ Anteile ionisieren durch den Photoeffekt (~1/ E3), schädigen organisches Material Diese Strahlung ist deshalb zur medizinischen Durchleuchtung völlig ungeeignet
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Zusammenfassung Röntgenröhren zur Feinstruktur Untersuchung strahlen praktisch ohne Filter (0,4 mm Be-Fenster) Langwellige Anteile sind erwünscht, wegen starker Anregung kohärenter Streuung Aber: Wegen der ionisierender Wirkung und hohen Absorption ist diese Strahlung zur medizinischen Durchleuchtung völlig ungeeignet Röntgenröhren zur Grobstruktur Untersuchung (Durchleuchtung) sind – wie Röhren für medizinisches Röntgen - mit 2,5 mm Al Filter, ausgestattet absorbiert langwellige Strahlung mit Energie unter 20 keV, sie trägt – wegen hoher Absorption durch Photoeffekt – nicht zur Durchleuchtung bei Äußerste Vorsicht beim Umgang mit Feinstrukturröhren! Schwere Strahlenschäden drohen!
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