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穆斯堡尔谱的仪器组成
来源:中国粉体技术网    更新时间:2013-12-01 22:18:56    浏览次数:
 
        (中国粉体技术网/三水)斯堡尔谱仪包括的主要部分为:①处于激发态的放射性穆斯堡尔核素,即穆斯堡尔母核——辐射源;②驱动装置,它使辐射源在一定范围内获得多普勒速度和实现能量扫描;③吸收体,即所研究的样品;④γ射线(或X射线)监测系统;⑤记录装置,用以记录穆斯堡尔谱;⑥数据分析系统,用以解析测得的穆斯堡尔谱;⑦附属辅助装置。图1为最常用的透射式穆斯堡尔谱仪方框图。
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图1  穆斯堡尔谱仪方框图
    由图可以看出,固定在驱动装置上的γ射线辐射源,辐射出用速度调制了的γ射线,相应能量的γ射线被吸收体吸收而发生共振,其余的γ射线穿过吸收体后到达检测器,被检测器检测的γ射线的电讯号经线性放大器放大后,进入γ射线记录装置而形成穆斯堡尔谱,以上所述的辐射源、驱动装置、吸收体、检测器和γ射线记录装置构成了穆斯堡尔谱仪的最基本组成部分。一般采用与记录装置直接连接的计算机来采集穆斯堡尔数据,然后使用编制好的计算机程序对穆斯堡尔谱进行分析和解析。除此之外,低温和高温装置、高压装置和外加磁场装置也是很多穆斯堡尔谱实验中不可缺少的附属装置。
    辐射源:辐射源是穆斯堡尔谱仪不可缺少的重要组成部分,它的作用是提供相应穆斯堡尔核跃迁的γ射线,因此,辐射源的质量对测得的穆斯堡尔谱的质量有明显的影响。一般都是采取将穆斯堡尔同位素扩散到固体晶格中的方法来制备辐射源,这样可以得到比较大的无反冲因数。为了观测到无反冲核的γ射线共振吸收现象,对穆斯堡尔放射性同位素和基质材料有一系列要求:①辐射源应该给出较窄的洛伦兹谱线;②辐射源穆斯堡尔核应该具有较大的无反冲因数f,这样才能得到可以观测到的共振吸收;③穆斯堡尔同位素应该具有较高的天然丰度;④制作辐射源的载体材料在化学性能上应该是稳定的,这样可以保证不会由于氧化或水化改变载体的化学成分;⑤载体不应该形成干扰的X射线和康普顿散射等增强本底的因素。
    驱动装置:辐射源的运动是靠驱动装置来实现的。驱动装置可分为两类:一类是纯机械装置,例如旋转圆盘、摆、凸轮等;另一类是电磁驱动装置,例如扬声器线圈等。
    检测器:大多数穆斯堡尔辐射源辐射的γ射线都不是单色的,除了所需要的γ射线之外,还包括其它能量的γ和X射线,因此需要选择适当的检测器以保证对所检测的γ射线有较高的分辨率。此外,还需要前置放大器、主放大器、鉴别器或单道分析器以及多道分析器或计算机化的多道扫描器来检测和记录所需要的γ射线。
    数据记录和分类装置:在穆斯堡尔实验中,由检测器所检测的γ光子的讯号经由线性放大器放大和经单道分析器之后,进入多道分析器或计算机化的多道扫描器系统。多道分析或计算机化的多道扫描器的作用是把γ射线进行分类和记录,以得到所需要的穆斯堡尔谱。当使用多道分析器进行γ射线能量分类和记录时,一般采用多定标方式和脉冲幅度调制方式。
 
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