Articles

Kis szögű röntgen szórás

egy SAXS műszerben egy monokromatikus röntgensugár kerül egy mintába, amelyből a röntgensugarak egy része szétszóródik, míg a legtöbb egyszerűen átmegy a mintán anélkül, hogy kölcsönhatásba lépne vele. A szétszórt röntgensugarak szórási mintát képeznek, amelyet ezután detektálnak egy detektornál, amely jellemzően egy 2 dimenziós lapos Röntgendetektor, amely a minta mögött helyezkedik el, merőlegesen az elsődleges sugár irányára, amely eredetileg a mintát érte. A szórási minta tartalmazza a minta szerkezetére vonatkozó információkat.A fő probléma, amelyet le kell küzdeni a SAXS műszerezésében, a gyenge szétszórt intenzitás elválasztása az erős távolsági fénytől. Minél kisebb a kívánt szög, annál nehezebbé válik. A probléma összehasonlítható azzal, amellyel egy gyengén sugárzó tárgyat próbálnak megfigyelni a Nap közelében, például a nap koronáját. Csak akkor válik láthatóvá a korona, ha a Hold blokkolja a fő fényforrást. Hasonlóképpen, a SAXS-ban a nem szétszórt sugarat, amely csupán a mintán halad át, blokkolni kell, anélkül, hogy blokkolná a szorosan szomszédos szétszórt sugárzást. A legtöbb rendelkezésre álló röntgensugár eltérő sugarakat hoz létre, és ez súlyosbítja a problémát. Elvileg a probléma megoldható a sugár fókuszálásával, de ez nem könnyű, ha röntgensugarakkal foglalkozunk, és korábban nem tették meg, kivéve a szinkrotronokat, ahol nagy hajlított tükrök használhatók. Ez az oka annak, hogy a legtöbb laboratóriumi kis szögű eszköz inkább a kollimációra támaszkodik.A laboratóriumi saxs instrumentumok két fő csoportra oszthatók: pont-kollimációs és Vonal-kollimációs instrumentumok:

Pontkollimációs műszerek

Pontkollimációs műszerek lyukakkal rendelkeznek, amelyek a röntgensugarat egy kis kör alakú vagy elliptikus foltra alakítják, amely megvilágítja a mintát. Így a szórás centro-szimmetrikusan oszlik el az elsődleges röntgensugár körül, és a szórási minta a detektálási síkban az elsődleges sugár körüli körökből áll. A kis megvilágított mintamennyiség és a kollimációs folyamat pazarlása miatt—csak azok a fotonok haladhatnak át, amelyek véletlenül a megfelelő irányba repülnek-a szórt intenzitás kicsi, ezért a mérési idő nagyon gyenge szórók esetén órák vagy napok sorrendjében történik. Ha fókuszáló optikát, például hajlított tükröket vagy hajlított monokróm kristályokat, vagy kollimáló és monokróm optikát, például többrétegűeket használnak, a mérési idő jelentősen csökkenthető. A pontkollimáció lehetővé teszi a nem izotróp rendszerek (szálak, nyírt folyadékok) orientációjának meghatározását.

Line-collimation instrumentsEdit

A Line-collimation instruments csak egy dimenzióban korlátozza a nyalábot (a pontkollimáció helyett kettő helyett), így a gerenda keresztmetszete hosszú, de keskeny vonal. A megvilágított minta térfogata sokkal nagyobb a pontkollimációhoz képest, és a szórt intenzitás azonos fluxussűrűség mellett arányosan nagyobb. Így a line-collimation saxs instrumentumok mérési ideje a pontkollimációhoz képest sokkal rövidebb, és a percek tartományában van. Hátránya, hogy a rögzített minta lényegében sok szomszédos lyukminta integrált szuperpozíciója (önkonvolúciója). A kapott kenet könnyen eltávolítható modellmentes algoritmusokkal vagy Fourier-transzformáción alapuló dekonvolúciós módszerekkel, de csak akkor, ha a rendszer izotróp. A vonalkollimáció nagy előnyökkel jár minden izotróp nanostrukturált anyag, például fehérjék, felületaktív anyagok, részecske-diszperzió és emulziók esetében.