Т.Н. Романова
,
Б.Е. Винтайкин
,
А.М. Зинченко
2
Двукружный дифрактометр представляет собой физическую уста-
новку, состоящую из следующих основных частей: рентгеновская
трубка
1
, генерирующая электромагнитное излучение; гониометр
2
,
содержащий два соосно-вращающихся вокруг оси
3
стола, на первый
из которых (
4
) помещается исследуемый образец, а на второй (
5
) —
детектор
6
, принимающий рассеянное электромагнитное излучение.
Между детектором и образцом на пути рассеянных электромагнитных
волн стоит коллиматор
7
с двумя щелями. Аналогичный коллиматор
8
располагается между рентгеновской трубкой и образцом.
Образец облучается выходящим из рентгеновской трубки элек-
тромагнитным излучением, вследствие чего на кристалле происходит
дифракция падающих рентгеновских волн, а детектор принимает вы-
резанный коллиматором пучок рассеянных рентгеновских волн.
Детектор находится на столе, синхронно вращающимся с иссле-
дуемым образцом. Обычно используется схема работы (сканирова-
ния), при которой образец постоянно поворачивается с заданной уг-
ловой скоростью, а вместе с ним поворачивается и детектор, но со
скоростью в два раза большей.
Вся установка соединена с обрабатывающим компьютером, на
который посылаются данные о текущем угле поворота образца и де-
тектора, а также зарегистрированной интенсивности электромагнит-
ной волны. По этим данным на компьютере строится график зависи-
мости интенсивности от угла поворота детектора. Всесторонний ана-
лиз и обработка этого графика является одной из задач рентгеногра-
фического анализа и дает информацию о структуре кристалла.
Предпосылки к созданию программной модели.
Как было от-
мечено выше, с помощью рентгеновского дифрактометра можно по-
лучить уникальные данные о структуре исследуемых веществ. По
этой причине в покупке дифрактометра и работе с ним могут быть
заинтересованы многие научные организации, а также технические
университеты в целях обучения студентов передовым технологиям.
Однако существует ряд причин, по которым целесообразно создать
программный симулятор реальной модели дифрактометра и сначала
научиться работать с ним.
1. Поскольку расстояние между атомами кристаллической решет-
ки необходимо измерять с относительной погрешностью ~10
–4
…10
–5
,
для получения достоверных данных о кристалле требуется сверхточ-
ная работа и настройка дифрактометра. Сложность изготовления по-
добных приборов, множество тонких настроек, необходимых для по-
лучения надежных результатов, обосновывают высокую конечную
стоимость аппарата. Цена типовых дифрактометров обычно составля-
ет несколько десятков тысяч долларов. Устройства обладают также и
высокой стоимостью часа работы.
2. Рентгеновские дифрактометры при работе производят рентге-
новское излучение и газ озон, вредные для здоровья человека, поэтому
