X射線衍射儀常用的四種信號檢測方法

一、熒光板

    熒光板是將ZnS、CdS等熒光材料涂布在紙板上制成，當(dāng)X射線信號照射到熒光板上時(shí)，熒光板就會發(fā)出熒光。常用熒光板來確認(rèn)光源產(chǎn)生的原射線束的存在，X射線衍射儀廠家主要用于儀器零點(diǎn)的調(diào)試。

二、照相方法

    照相法是zui早使用的檢測并記錄X射線的方法，直到現(xiàn)在仍被采用。X射線與可見光一樣，能夠使感光乳劑感光。當(dāng)感光乳劑受到X射線照射后，AgBr顆粒離解形成顯影核，經(jīng)過顯影而游離出來的單質(zhì)銀微粒使感光處變黑。
在一定的曝光條件下，黑度是與曝光量成比例的。黑度也和波長有關(guān)。測量黑度的簡單方法是目估，較為準(zhǔn)確的測量方法是用光電黑度計(jì)來掃描測量。

三、正比計(jì)數(shù)管（PC）

    正比計(jì)數(shù)管（PC）一般以一個內(nèi)徑約25mm的金屬圓筒作為陰極，圓筒中心有一根拉成直線的鎢絲作為陽極，筒內(nèi)充滿0.5至1個大氣壓的氬氣或氙氣，并加有10%左右的淬滅氣體（一般為CH4、乙醇或Cl2）。圓筒的側(cè)壁或一端設(shè)有入射X射線的“窗”，窗口材料通常為極薄的云母片或者金屬鈹。在使用正比計(jì)數(shù)管時(shí)，兩電極間需要加上1kV至2kV的直流高壓。計(jì)數(shù)管在被X射線照射時(shí)，管內(nèi)氣體被電離，初始產(chǎn)生的離子對數(shù)目與X射線的量子能量成比例，在極間電壓的作用下，離子定向運(yùn)動并在運(yùn)動過程中不斷碰撞其它的中性氣體分子，由此產(chǎn)生二次以至多次的電離并伴隨著光電效應(yīng)，此時(shí)電離的數(shù)目大量增加從而形成放電（稱為電子雪崩或氣體放電），直到所有電荷都聚集到相應(yīng)的電極上，放電才停止，每次放電的時(shí)間歷程極短，約0.2～0.5微秒。因此，每當(dāng)有一個X射線量子進(jìn)入計(jì)數(shù)管時(shí)，兩極間將有一脈沖電流通過。正比計(jì)數(shù)管工作在氣體放電的正比區(qū)，脈沖電流在負(fù)載電阻上產(chǎn)生的平均電壓降（即脈沖電壓幅度）與入射X射線的量子能量成正比，故稱正比計(jì)數(shù)管。

    正比計(jì)數(shù)管在接收單一波長的射線時(shí)，每個X射線量子產(chǎn)生的電脈沖幅度實(shí)際上不是嚴(yán)格相同的，而是分布在以平均幅度為中心的比較狹窄的一個范圍內(nèi)的，根據(jù)PC的放電特性，平均幅度的大小由入射X射線的量子能量決定，若脈沖分布的寬度越窄，其能量分辨能力就越好。能量分辨能力可用能量分辨率η來表示，作為計(jì)數(shù)管的一個重要特性：η＝W/h×100％式中W為分布的半高寬，h為平均脈沖幅度。

四、NaI(Tl)閃爍計(jì)數(shù)管(SC)

    X射線衍射分析中使用的閃爍計(jì)數(shù)管，其閃爍體大多使用摻有Tl的NaI晶體。閃爍計(jì)數(shù)管的基本結(jié)構(gòu)由三部分組成：閃爍體、光電倍增管和前置放大器。

    閃爍體是摻有0.5％左右的Tl作為激活劑的NaI透明單晶體的切片，厚約1～2mm。晶體被密封在一個特制的盒子里，以防止NaI晶體受潮損壞。密封盒的一面是薄的鈹片（不透光），用來作為接收X射線的窗；另一面是對藍(lán)紫光透明的光學(xué)玻璃片。密封盒的透光面緊貼在端窗式的光電倍增管的光電陰極窗面上，界面上涂有一薄層光學(xué)硅脂以增加界面的光導(dǎo)率。NaI晶體被X射線激發(fā)能發(fā)出波長為420nm（藍(lán)紫色）的可見光，每個入射X射線量子將使晶體產(chǎn)生一次閃爍，每次閃爍將激發(fā)倍增管光電陰極產(chǎn)生光電子，這些一次光電子被*級接收（D1）收集并激發(fā)出更多的二次電子，再被下一級接收極（D2）收集，又倍增出更多的電子，如此，光電陰極發(fā)射的光電子經(jīng)10級接收極的倍增作用后，zui后一級收集極能獲得約為初始電子數(shù)目105倍的電子，從而形成可檢測的電脈沖信號。

    閃爍計(jì)數(shù)管的主要優(yōu)點(diǎn)是：對于晶體X射線衍射工作使用的各種X射線波長，均具有很高的接近100％的量子效率，穩(wěn)定性好，使用壽命長，此外，它和正比計(jì)數(shù)管一樣具有很短的分辨時(shí)間（10-7 秒），因而實(shí)際上不必考慮檢測器本身所帶來的計(jì)數(shù)損失，目前大多數(shù)衍射儀均配有SC探測器。

五、固體檢測器(SSD)

    固體探測器(SSD)又稱半導(dǎo)體檢測器。SSD的工作原理如下：當(dāng)X射線照射半導(dǎo)體時(shí)，由于電離作用，能產(chǎn)生一些電子－空穴對，在本征區(qū)產(chǎn)生的電子－空穴對在電極間的電場作用下，電子集中在n區(qū)，空穴則聚集在p區(qū)，其結(jié)果將有一股小脈沖電流向外電路輸出，本征區(qū)起著“電離箱”的作用。SSD被電離產(chǎn)生一對電子－空穴對所需的能量約為3.8eV，而PC約為30eV，SC約為500eV，因此SSD的其能量分辨率*。