IONNYALÁB-ANALITIKAI CSOPORT

A laboratóriumban jelenleg alkalmazott analitikai módszerek nagy energiájú ionok különféle anyagokkal történő fizikai kölcsönhatásain alapulnak

A kölcsönhatás jellegétől függően a mintára beeső részecskék szóródhatnak, lefékeződés, illetve abszorpció következhet be, miközben az atomok gerjesztődhetnek, ionizálódhatnak, továbbá atommag-átalakulások is létrejöhetnek.

Ezen folyamatok elektromágneses sugárzás (optikai-, röntgen-, gamma-) és/vagy részecskék (elektron, proton, alfa stb.) kibocsátásához vezetnek. A fizikai folyamatok során keletkező sugárzások, illetve részecskék energiái jellemzőek az azokat kibocsátó atomokra vagy atommagokra, azaz a vizsgált anyag elemi összetevőire, míg intenzitásuk a mintában lévő elemek mennyiségétől függ. Mérésükkel lehetővé válik a minta (elemi, ill. esetenként kémiai) összetételének kvalitatív és kvantitatív meghatározása.

A Van de Graaff gyorsító nyalábcsatornái

A LEGELTERJEDTEBBEN ALKALMAZOTT IONNYALÁB-ANALITIKAI TECHNIKÁK A KÖVETKEZŐK:

  • Részecske-indukált röntgenemissziós analízis (Particle Induced X-ray Emission: PIXE), amely a minta atomjai (pontosabban az elektronhéj) által kibocsátott, az adott elemre (rendszámra) jellemző energiájú, ún. karakterisztikus röntgensugárzás mérésén alapszik. Az alkalmazott detektorok típusától és a kísérleti berendezéstől függően a módszer általában a széntől vagy a magnéziumtól kezdődően egészen az uránig terjedő elemtartományra alkalmazható.
  • Rutherford-féle visszaszórási analízis (Rutherford Backscattering Spectrometry: RBS). Az ionnyaláb részecskéinek egy része az atom elektronhéjburkán áthatolva magáról az atommagról szóródik vissza rugalmasan. A visszaszórt ion energiája a visszaszóró atommag tömegének függvénye. A módszer különösen alkalmas a mintában lévő elemek mélységi eloszlásának meghatározására a minta felületi rétegeiben. Emiatt az RBS elsősorban a mintát ért külső behatások, korróziós jelenségek, bevonatok tanulmányozására használható.
  • Töltött részecskék által indukált gamma-emissziós analízis (Particle Induced Gamma-ray Emission:PIGE). A töltöttrészecske-nyaláb egy része kölcsönhatásba lép az atommaggal és magreakciót hoz létre. Az eredő gamma- vagy részecskesugárzás a minta elemi összetevőin túlmenően elvileg az izotópösszetevőkről is információt ad. A PIGE módszer elsősorban kis és közepes rendszámú elemek (lítiumtól kénig) mennyiségi meghatározására alkalmazható, elemtől függően erősen változó érzékenységgel.