2.2 Монохроматизація рентгенівського випромінювання

Рідини і аморфні тіла на відміну від кристалів не дають дискретних дифракційних максимумів. Тому для дослідження їх структури важливо знати загальний хід інтенсивності залежно від кута розсіяння. Оскільки характеристичний спектр рентгенівського випромінювання складається з дискретних довжин хвиль, кожна з яких дає свою дифракційну картину, то використовуване випромінювання повинне бути монохроматичним. Найбільш інтенсивною в рентгенівському спектрі є Kб - лінія, тому здається природним, що в структурному аналізі рідин використовується саме Kб - випромінювання. Супроводжуюче його Kв - випромінювання розсіюється речовиною незалежно від Kб- випромінювання . В результаті виникають дві дифракційні картини: одна від Kб, а інша від Kв - випромінювання, що утрудняє їх розшифровку. Тому Kв - випромінювання відфільтровується.

Існує декілька способів монохроматизації рентгенівського випромінювання. Найпростіший із них грунтується на використанні селективно-поглинаючих фільтрів. Оскільки довжина хвилі Kв - випромінювання менша, ніж Kб - випромінювання , то можна підібрати речовину, що поглинає Kв - випромінювання сильніше ніж Kб - випромінювання. Для цього вибирають елемент, у якого стрибок поглинання лk знаходиться між цими двома випромінюваннями.

Фільтри виготовляють з фольги або шару порошку, закріпленого на папері. Для покращення монохроматизації рентгенівського випромінювання також застосовують подвійні (диференціальні) фільтри.

Монохроматизація рентгенівського випромінювання також може досягатись віддзеркаленням від монокристалів (кварц, германій, кремній, фтористий літій). Цей метод монохроматизації був заснований на умові Вульфа-Брега 2dsinи = nл. Нерухомий кристал-монохроматор встановлювали таким чином, щоб випромінювання трубки відбивалось від нього під кутом Вульфа-Брега.Відбитий від кристала-монохроматора промінь використовувався у ролі первинного монохроматичного променя.

Проте, працюючи із кристалом-монохроматором необхідно враховувати, що разом із випромінюванням із довжиною хвилі л в тому ж напрямі відбиваються вищі гармоніки, довжина яких ,. Їх можна позбутись, якщо зменшити напругу на трубці, чи підібрати в якості монохроматора такі кристали або такі площини, для яких відбивання вищих порядків є малими.

Як відомо, при взаємодії рентгенівського випромінювання з речовиною, виникають когерентне, некогерентне і флуоресцентне випромінювання. Якщо довжина хвилі падаючого випромінювання значно більша довжини хвилі флуоресцентного випромінювання, то останнє можна послабити відповідним фільтром. Флуоресцентного випромінювання можна майже повністю позбутися з допомогою кристала монохроматора, помістивши його за зразком.