Röntgenstrahlung zur Strukturanalyse

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

Absorption von Röntgenstrahlen nach einem Beryllium Fenster Photoeffekt 106 103 1 0,1 1 10 100 1000 1.000.000 Gefürchtet! Röntgen mit 45 kV Paarbildung Kohärente Streuung Compton-Effekt Erwünscht Å 1,55 0,31

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!

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]

Cu-Anode mit Brennfleck 0,5 * 8 mm

Cu-Anode mit Beryllium Fenster Fenster für „Punktfokus“ Fenster für „Strichfokus“

Ausführung einer Feinstruktur-Röhre

Kathode Zwischen der Kathode und dem Gehäuse liegen 40 kV

Kathode mit Wehnelt-Zylinder

Wasserzuführung Das Wasser sprüht durch den Spalt auf die Rückseite der Anode

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

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!

finis