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穆斯堡爾譜的儀器組成 |
來(lái)源:中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間:2013-12-01 22:18:56 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水)穆斯堡爾譜儀包括的主要部分為:①處于激發(fā)態(tài)的放射性穆斯堡爾核素,即穆斯堡爾母核——輻射源;②驅動(dòng)裝置,它使輻射源在一定范圍內獲得多普勒速度和實(shí)現能量掃描;③吸收體,即所研究的樣品;④γ射線(xiàn)(或X射線(xiàn))監測系統;⑤記錄裝置,用以記錄穆斯堡爾譜;⑥數據分析系統,用以解析測得的穆斯堡爾譜;⑦附屬輔助裝置。圖1為最常用的透射式穆斯堡爾譜儀方框圖。

圖1 穆斯堡爾譜儀方框圖
由圖可以看出,固定在驅動(dòng)裝置上的γ射線(xiàn)輻射源,輻射出用速度調制了的γ射線(xiàn),相應能量的γ射線(xiàn)被吸收體吸收而發(fā)生共振,其余的γ射線(xiàn)穿過(guò)吸收體后到達檢測器,被檢測器檢測的γ射線(xiàn)的電訊號經(jīng)線(xiàn)性放大器放大后,進(jìn)入γ射線(xiàn)記錄裝置而形成穆斯堡爾譜,以上所述的輻射源、驅動(dòng)裝置、吸收體、檢測器和γ射線(xiàn)記錄裝置構成了穆斯堡爾譜儀的最基本組成部分。一般采用與記錄裝置直接連接的計算機來(lái)采集穆斯堡爾數據,然后使用編制好的計算機程序對穆斯堡爾譜進(jìn)行分析和解析。除此之外,低溫和高溫裝置、高壓裝置和外加磁場(chǎng)裝置也是很多穆斯堡爾譜實(shí)驗中不可缺少的附屬裝置。
輻射源:輻射源是穆斯堡爾譜儀不可缺少的重要組成部分,它的作用是提供相應穆斯堡爾核躍遷的γ射線(xiàn),因此,輻射源的質(zhì)量對測得的穆斯堡爾譜的質(zhì)量有明顯的影響。一般都是采取將穆斯堡爾同位素擴散到固體晶格中的方法來(lái)制備輻射源,這樣可以得到比較大的無(wú)反沖因數。為了觀(guān)測到無(wú)反沖核的γ射線(xiàn)共振吸收現象,對穆斯堡爾放射性同位素和基質(zhì)材料有一系列要求:①輻射源應該給出較窄的洛倫茲譜線(xiàn);②輻射源穆斯堡爾核應該具有較大的無(wú)反沖因數f,這樣才能得到可以觀(guān)測到的共振吸收;③穆斯堡爾同位素應該具有較高的天然豐度;④制作輻射源的載體材料在化學(xué)性能上應該是穩定的,這樣可以保證不會(huì )由于氧化或水化改變載體的化學(xué)成分;⑤載體不應該形成干擾的X射線(xiàn)和康普頓散射等增強本底的因素。
驅動(dòng)裝置:輻射源的運動(dòng)是靠驅動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現的。驅動(dòng)裝置可分為兩類(lèi):一類(lèi)是純機械裝置,例如旋轉圓盤(pán)、擺、凸輪等;另一類(lèi)是電磁驅動(dòng)裝置,例如揚聲器線(xiàn)圈等。
檢測器:大多數穆斯堡爾輻射源輻射的γ射線(xiàn)都不是單色的,除了所需要的γ射線(xiàn)之外,還包括其它能量的γ和X射線(xiàn),因此需要選擇適當的檢測器以保證對所檢測的γ射線(xiàn)有較高的分辨率。此外,還需要前置放大器、主放大器、鑒別器或單道分析器以及多道分析器或計算機化的多道掃描器來(lái)檢測和記錄所需要的γ射線(xiàn)。
數據記錄和分類(lèi)裝置:在穆斯堡爾實(shí)驗中,由檢測器所檢測的γ光子的訊號經(jīng)由線(xiàn)性放大器放大和經(jīng)單道分析器之后,進(jìn)入多道分析器或計算機化的多道掃描器系統。多道分析或計算機化的多道掃描器的作用是把γ射線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)和記錄,以得到所需要的穆斯堡爾譜。當使用多道分析器進(jìn)行γ射線(xiàn)能量分類(lèi)和記錄時(shí),一般采用多定標方式和脈沖幅度調制方式。 |
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