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Sorgenti di raggi-X Sorgenti convenzionali: –Impatto tra elettroni e un bersaglio (anodo) –Basso flusso e brillanza –Fascio divergente Luce di Sincrotrone.

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Presentazione sul tema: "Sorgenti di raggi-X Sorgenti convenzionali: –Impatto tra elettroni e un bersaglio (anodo) –Basso flusso e brillanza –Fascio divergente Luce di Sincrotrone."— Transcript della presentazione:

1 Sorgenti di raggi-X Sorgenti convenzionali: –Impatto tra elettroni e un bersaglio (anodo) –Basso flusso e brillanza –Fascio divergente Luce di Sincrotrone –Accelerazione centrifuga degli elettroni –Alto flusso e brillanza –Bassa divergenza del fascio (0.5mrad)

2 Sorgenti convenzionali Potenza limitata dalla resistenza termica del bersaglio Fascio non focalizzato Lunghezza d’onda fissa e con due contributi

3 Sorgenti convenzionali

4 Luce di Sincrotrone

5 Sorgenti di Neutroni Reattori: –Lunghezza d’onda costante –Basso flusso (minore di un tubo raggi-x) –Problemi di impatto ambientale Sorgenti Pulsate (o spallazione) –Dispersione d’energia (tempo di volo-ToF) =h/mv=ht/mL t=tempo di volo L=distanza bersaglio-detector –Alto flusso –Altissima risoluzione

6 Reattore Nucleare

7 Sorgente a Spallazione (ToF)

8 Monocromatori e filtri Filtri  taglio solo della K  Monocromatori primario: –Focalizzanti –Discriminazione K  1 - K  2 –Fluorescenza Monocromatore secondario: –Non discrimina K  1 - K  2 –Taglio della radiazione diffusa –Fluorescenza eliminata Rivelatori stato solido  discriminazione elettronica

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10 Caratteristiche dei rivelatori Efficienza conteggio –Intensità incidente ~ Intensità rilevata Linearità –Parte dell’intensità persa nella dinamica di conteggio Più è veloce è il conteggio e meno fotoni si perdono Proporzionalità –L’intensità rilevata proporzionale al segnale d’uscita Risoluzione –Capacità di discriminare i fotoni in energia

11 Tipi Rivelatori Proporzionali (ionizzazione di un gas) –Alta efficienza, linearità e proporzionalità –Bassa risoluzione Scintillazione (fosfori convertono il segnale) –Alta efficienza, –Media linearità, proporzionalità e risoluzione Stato solido Si(Li) –Alta efficienza, risoluzione –Bassa linearità e proporzionalità

12 Rivelatori Proporzionali

13 Detector a scintillazione

14 Detector a stato solido

15 Forma Rivelatori Puntuali Lineari Curvi Ad area: –Multi Wire Proportional Counter (Gas) –Television Area Detector (fosfori-fotodiodi) –CCD (semiconduttori) –Image Plates

16 Position sensitive detector

17 Image Plates

18 Che detector usare (1) Puntuali: –Facili da centrare –Relativamente economici (?) –Lenti Lineari –Veloci –Aberrazione del picco

19 Che detector usare (2) Curvi –Difficile da centrare-poco precisi –Costosi (?) –Lenti Area –Veloci –Costosi –Integrazione manuale dei coni di diffrazione

20 Preparazione campioni La polvere ideale deve: –Omogenea –Disorientata –Fine (~5-10μ) –Cristalli sferici

21 Portacampioni Trasmissione: –Capillare –Film sottile Riflessione –Vaschetta –Film sottile

22 Preparazione del campione Preparazione di una polvere –Fine (~5  m) –Omogenea –Disorientata

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24 Portacampioni

25 I diffrattometri per polvere Geometrie in trasmissione: –Debye-Scherrer –Guinier (fascio focalizzato) Geometria in riflessione –Bragg-Brentano (geom. para-focalizzante)

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27 Geometria Debye-Scherrer

28 Geometria Guinier

29 Geometria Bragg-Brentano

30 Diffrattometro per Polveri Bragg-Brentano

31 Geometria Bragg-Brentano

32 Slitte Slitte per la divergenza: –Fascio primario –Limitano la divergenza del fascio Slitte riceventi –Fascio diffratto –Migliorano la risoluzione

33 Aberrazioni strumentali Immagine della sorgente: gaussiano simmetrico Campione piatto: gaussiano asimmetrico Trasparenza del campione: asimmetria Divergenza assiale: asimmetria

34 Campione piatto

35 Trasparenza del campione

36 Divergenza assiale

37 Asimmetria del picco

38 Deformazione dei cristalli

39 Dimensione dei cristalli Stress e Strain

40 Funzioni di profilo g(  )= aberrazioni strumentali f(  )= forma lorentziana

41 Funzioni di profilo

42 Che radiazione usare (1) Radiazione convenzionale: –Facile reperibilità e basso costo –Basso flusso (?) –Alta quantità di campione –Lunghezza d’onda fissa –Geometrie poco versatili

43 Che radiazione usare (2) Luce di sincrotrone: –Difficoltà di accesso –Altissimo flusso –Minime quantità di campione –Lunghezza d’onda variabile (diffrazione anomala) –Geometrie versatili

44 Che radiazione usare (3) Neutroni a lunghezza d’onda costante: –Difficile accesso –Basso flusso e bassa interazione con la materia –Grande quantità di campione (anche grammi) –Sensibilità indipendente dal peso atomico –Facilità per l’istallazione di camere AT-AP –Geometrie versatili

45 Che radiazione usare (4) Neutroni a Tempo di volo: –Difficile accesso –Alto flusso e bassa interazione con la materia –Relativamente bassa quantità di campione –Sensibilità indipendente dal peso atomico –Facilità per l’istallazione di camere AT-AP –Geometrie fisse

46 Risoluzione angolare ToF HRPD-ISIS (2  165°)

47 Equazione di Bragg

48 Reticolo reciproco

49 Determinazione di d


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