Page 14 - XXIII_Studencka_Sesja_Plakatowa

Wydział Fizyki, Cel badawczy

Astronomii
Wyznaczenie składu pierwiastkowego skorupek jajek kurzych oraz kamyka znalezionego w pobliżu Zakrzówka.

i Informatyki

Stosowanej

Opis teoretyczny

II Pracownia
Rentgenowska spektroskopia fluorescencyjna opiera się na zjawisku wtórnego promieniowania rentgenowskiego, czyli emisji

Fizyczna promieniowania fluorescencyjnego (promieniowania o mniejszej energii niż promieniowanie padające) ze wzbudzonych

atomów. Promieniowanie rentgenowskie (pochodzące np. z lampy rentgenowskiej), padając na badany materiał, jest w stanie

wywołać zjawisko fluorescencji. Foton o odpowiedniej energii wybija elektron, tworząc dziurę, przez co wprowadza atom w

XXIII stan wzbudzony. W celu osiągnięcia jak najmniejszej energii elektron z powłoki wyższej spada na powłokę niższą, emitując przy

tym foton o ściśle określonej energii równej różnicy pomiędzy energiami dwóch powłok – promieniowanie charakterystyczne.

Studencka W metodzie Energodyspersyjnej Fluorescencji Rentgenowskiej, która została użyta w tym doświadczeniu, promieniowanie

Sesja wtórne zostaje zarejestrowane w funkcji energii i znając energię przejść danych pierwiastków jesteśmy w stanie zidentyfikować

jakie pierwiastki znajdują się w badanej próbce poprzez identyfikację odpowiednich pików w zarejestrowanym widmie. Zwykle

Plakatowa w widmie znajdują się również artefakty – piki sumy i piki ucieczki. Pik sumy powstaje, gdy dwa fotony zostaną zarejestrowane

przez detektor w tym samym czasie. Pik ucieczki powstaje, gdy fotony promieniowania rentgenowskiego wzbudzą fluorescencję

31.05-04.06.2021 materiału z którego zbudowany jest detektor, przez co w widmie będą widoczne maksima pomniejszone o energię fluorescencji

tego materiału.

plakat nr
Marta

Urbańska 12

autor:

Marta Urbańska

opiekun:
Nazywam się Marta Urbańska i jestem studentką III roku dr

biofizyki. Wybrałam taki kierunek studiów ponieważ od Paweł Dąbczyński

wielu lat interesuję się fizyką, a szczególnie jej możliwy-

Analiza widm
mi zastosowaniami w medycynie. W wolnych chwilach

poszerzam swoją wiedzę o behawioryzmie królików Skorupki Kamień

i gryzoni, czytam książki, oglądam filmy oraz jeżdżę na Układ doświadczalny

rolkach. Podczas przeprowadzania doświadczenia

skorzystano ze sterowanego komputerowo

spektrometru XRF MiniPal 4 firmy PANalitycal,

który schematycznie został przedstawiony na

rysunku poniżej.

wartość zidentyfikowany wartość zidentyfikowany
E(eV) ∆E(eV) przejście E(eV) ∆E(eV) przejście
tablicowa E(eV) pierwiastek tablicowa E(eV) pierwiastek
941,76 0,65 - Rh pik ucieczki 895,28 0,50 - Mo pik ucieczki
1943,88 0,17 - Ca pik ucieczki 1711,27 0,45 1739,4 Si Kα2
2395,56 1,96 - Ca pik ucieczki 2394,93 1,77 2394,8 Mo Lβ1
2697,62 0,31 2696,7 Rh Lα1 2697,93 0,67 2696,7 Rh Lα1
2808,91 9,90 2834,4 Rh Lβ1 3050,20 5,55 3001,3 Rh Lβ2
2923,14 8,29 2955,6 Ar Kα2 3324,18 1,79 3435,4 Sn Lα2
3691,21 0,07 3691,7 Ca Kα1 3707,75 0,56 3662,8 Sn Lβ1
4012,74 0,29 4012,7 Ca Kβ1 6497,16 0,37 - Sn i Mo pik sumy
6379,34 2,96 - Ca i Rh pik sumy
7175,09 2,74 - Ca i Ar pik sumy
Po zarejestrowaniu kwantów promieniowania

fluorescencyjnego za pomocą detektora, ich Otrzymane dane zamieszczono w powyższych tabelach. W każdym z pomiarów zarejestrowano przejścia

energia jest mierzona przez analizator rodu (Rh), ponieważ z tego materiału była wykonana anoda lampy rentgenowskiej. Widoczne przejścia

wielokanałowy, a uzyskane dane zostają argonu (Ar) wynikają z faktu, że zanim wiązka promieniowania dotrze do próbki to przechodzi przez

wyświetlone na podłączonym komputerze przy powietrze, które zawiera śladowe ilości tego pierwiastka. Dla skorupek zarejestrowano piki pochodzące od

pomocy odpowiedniego oprogramowania. wapnia (Ca). Dla kamienia zidentyfikowano molibden (Mo), krzem (Si) oraz cynę (Sn).

Opis doświadczenia Podsumowanie

Udało się zidentyfikować pierwiastki znajdujące się w skorupach jaj kur oraz kamienia z pobliskiego

Zbadano skorupki jaj kurzych oraz kamień zalewu Zakrzówek. Potwierdzono, że rentgenowska spektroskopia fluorescencyjna XRF to odpowiednia

przy pomocy spektrometru, których korzystał metoda do badania składu pierwiastkowego substancji. Należy jednak pamiętać, że można

z lampy rentgenowskiej o anodzie z rodu zarejestrować jedynie przejścia pochodzące od pierwiastków ciężysz niż sód (Na) i lżejszych niż uran

(Rh) oraz półprzewodnikowego detektora (U).

krzemowego (Si). Każdy pomiar trwał 5

minut. Korzystając z X-Ray Data Booklet

dokonano identyfikacji rodzajów przejść [1] Skrypt Charakterystyka promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej - www.krystalograa.us.edu.pl/mag/mag4a.pdf
(dostęp 12.05.2021 r.)
energetycznych i w efekcie pierwiastków. Literatura [2] P. Brouwer, Theory of XRF, Almelo 2003

[3] X-Ray Data Booklet - www.xdb.lbl.gov/xdb.pdf (dostęp 12.05.2021 r.)