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穆斯堡爾譜的儀器組成 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-12-01 22:18:56 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/三水)穆斯堡爾譜儀包括的主要部分為:①處于激發態的放射性穆斯堡爾核素,即穆斯堡爾母核——輻射源;②驅動裝置,它使輻射源在一定范圍內獲得多普勒速度和實現能量掃描;③吸收體,即所研究的樣品;④γ射線(或X射線)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,固定在驅動裝置上的γ射線輻射源,輻射出用速度調制了的γ射線,相應能量的γ射線被吸收體吸收而發生共振,其余的γ射線穿過吸收體后到達檢測器,被檢測器檢測的γ射線的電訊號經線性放大器放大后,進入γ射線記錄裝置而形成穆斯堡爾譜,以上所述的輻射源、驅動裝置、吸收體、檢測器和γ射線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裝置也是很多穆斯堡爾譜實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,因此,輻射源的質量對測得的穆斯堡爾譜的質量有明顯的影響。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制備輻射源,這樣可以得到比較大的無反沖因數。為了觀測到無反沖核的γ射線共振吸收現象,對穆斯堡爾放射性同位素和基質材料有一系列要求:①輻射源應該給出較窄的洛倫茲譜線;②輻射源穆斯堡爾核應該具有較大的無反沖因數f,這樣才能得到可以觀測到的共振吸收;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性能上應該是穩定的,這樣可以保證不會由于氧化或水化改變載體的化學成分;⑤載體不應該形成干擾的X射線和康普頓散射等增強本底的因素。
驅動裝置:輻射源的運動是靠驅動裝置來實現的。驅動裝置可分為兩類:一類是純機械裝置,例如旋轉圓盤、擺、凸輪等;另一類是電磁驅動裝置,例如揚聲器線圈等。
檢測器:大多數穆斯堡爾輻射源輻射的γ射線都不是單色的,除了所需要的γ射線之外,還包括其它能量的γ和X射線,因此需要選擇適當的檢測器以保證對所檢測的γ射線有較高的分辨率。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檢測和記錄所需要的γ射線。
數據記錄和分類裝置:在穆斯堡爾實驗中,由檢測器所檢測的γ光子的訊號經由線性放大器放大和經單道分析器之后,進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射線進行分類和記錄,以得到所需要的穆斯堡爾譜。當使用多道分析器進行γ射線能量分類和記錄時,一般采用多定標方式和脈沖幅度調制方式。 |
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