Articles

Small-angle X-ray scattering

V software saxs nástroj, monochromatického paprsku X-záření je přenesena do vzorku, z nichž některé X-paprsky rozptýlí, zatímco většina prostě projít vzorkem bez interakce s ním. Rozptýlené X-záření tvoří rozptyl vzor, který je následně detekován na detektoru, který je obvykle 2-dimenzionální plochý X-ray detektor umístěný za vzorkem kolmá na směr primárního paprsku, že zpočátku narazila na vzorek. Rozptylový vzor obsahuje informace o struktuře vzorku.Hlavním problémem, který je třeba překonat v instrumentaci SAXS, je oddělení slabé rozptýlené intenzity od silného dálkového světla. Čím menší je požadovaný úhel, tím obtížnější je to. Problém je srovnatelný s problémem, se kterým se setkáváme při pokusu pozorovat slabě zářivý objekt blízko Slunce, jako je sluneční korona. Pouze v případě, že měsíc zablokuje hlavní světelný zdroj, bude Korona viditelná. Podobně, v SAXS musí být blokován nerozptýlený paprsek, který pouze prochází vzorkem, bez blokování těsně sousedícího rozptýleného záření. Většina dostupných rentgenových zdrojů produkuje divergentní paprsky, což problém zhoršuje. V zásadě by mohl být problém překonat tím, že se zaměří paprsek, ale to není snadné při jednání s X-paprsky, a bylo dříve provedeno až na synchrotrony, kde velké ohnuté zrcadla mohou být použity. To je důvod, proč většina laboratorních malých úhlových zařízení spoléhá na kolimaci.Laboratorní přístroje SAXS lze rozdělit do dvou hlavních skupin: bodové kolimační a line-kolimační nástroje:

bodové kolimační přístrojeeditovat

bodové kolimační přístroje mají dírky, které tvarují rentgenový paprsek na malý kruhový nebo eliptický bod, který osvětluje vzorek. Tak rozptyl je centro-symetricky distribuovány kolem primární X-ray paprsek a rozptyl vzor v detekční rovině se skládá z kruhů kolem primárního paprsku. Vzhledem k malé světelné objemu vzorku a plýtvání z kolimace proces—pouze ty fotony jsou povoleny stane se, že se stalo, letět správným směrem—rozptýlené, intenzita je malá, a proto doba měření je v řádu hodin nebo dnů v případě velmi slabé scatterers. Pokud se používá zaostřovací optika, jako jsou ohnutá zrcadla nebo ohnuté monochromatické krystaly nebo kolimační a monochromatická optika, jako jsou vícevrstvé, může být doba měření výrazně zkrácena. Bodová kolimace umožňuje stanovení orientace neizotropních systémů (vlákna, stříhané kapaliny).

Line-kolimace instrumentsEdit

Linky-seřízení nástrojů omezit světlo pouze v jednom rozměru (spíše než dvě jak pro bod kolimátoru) tak, že paprsek průřez je dlouhé, ale úzké linky. Osvětlené objem vzorku je mnohem větší ve srovnání s point-kolimace a rozptýlené intenzity na stejné hustoty toku je proporcionálně větší. Tedy měření časů s line-kolimace software saxs nástroje jsou mnohem kratší ve srovnání s point-kolimace a jsou v rozmezí minut. Nevýhodou je, že zaznamenaný vzor je v podstatě integrovaná superpozice (vlastní konvoluce) mnoha sousedních vzorů dírek. Výsledné rozmazání lze snadno odstranit pomocí algoritmů bez modelu nebo dekonvolučních metod založených na Fourierově transformaci, ale pouze pokud je systém izotropní. Line kolimace je velkým přínosem pro všechny izotropní nanostrukturované materiály, např. proteiny, povrchově aktivní látky, disperzi částic a emulze.