RFA-Monochromatoren

Monochromatoren für die Röntgenfluoreszenzanalyse

Multischicht-Monochromatoren für die Röntgenfluoreszenzanalyse
© Fraunhofer IWS Dresden
Multischicht-Monochromatoren für die Röntgenfluoreszenzanalyse

Problem

Bei der wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird eine Probe unbekannter Zusammensetzung mit harter Röntgenstrahlung zur Emission von charakteristischer Strahlung angeregt. Diese für die enthaltenen chemischen Elemente charakteristischen Linien müssen hinsichtlich ihrer Photonenenergie getrennt werden. Dies erfolgt durch Nutzung von Monochromatoren, die unter jeweils einem Einfallswinkel nur eine charakteristische Linie reflektieren.


Lösung

Für chemische Elemente mit hohen Ordnungszahlen können Kristalle als Monochromatoren eingesetzt werden. Für sogenannte "leichte Elemente" mit Ordnungszahlen kleiner als 14 (Silizium) wird die Wellenlänge der charakteristischen Strahlung jedoch so groß, dass keine oder nur sehr empfindliche organische Kristalle mit großen Gitterabständen als Monochromatoren zur Verfügung stehen. In den letzten Jahren haben sich Nanometer- Multischichten als leistungsfähige Alternative zu den organischen Kristallen etabliert und werden aufgrund ihrer Robustheit bevorzugt eingesetzt.

Im IWS wurden zahlreiche Materialsysteme entwickelt, die jeweils für verschiedene Fragestellungen optimiert wurden:

  • W/Si, W/B4C für die Emissionslinien von N bis Al,
  • Cr/Sc zum speziellen Nachweis von N,
  • Ni/C und Cr/C zum speziellen Nachweis von C,
  • Mo/B4C und La/B4C zum speziellen Nachweis von Be und B.

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