Physique atomique et nucléaire
Contents
1. rayons X e Faire passer le c ble de raccordement de l alimentation portable travers le canal vide de l appareil rayons X et le brancher la douille Mini DIN du d tecteur d nergie de rayonnement X e Fixer le porte capteur avec le d tecteur d nergie de rayonnement X mont au bras de capteur du goniom tre e Connecter la sortie du signal du d tecteur d nergie de rayonnement X la douille BNC SIGNAL IN de l appareil rayons X l aide du c ble BNC fourni e Faire en sorte que le c ble de raccordement soit ins r sur une longueur suffisante pour permettre le pivotement complet du bras de capteur e Brancher le Sensor CASSY l ordinateur et enficher l adaptateur AMC e Utiliser le c ble BNC pour relier la sortie SIGNAL OUT de la zone de connexion de l appareil rayons X l adap tateur AMC e R gler respectivement sur 5 6 cm la distance entre la fente du collimateur et l axe de rotation ainsi que celle entre l axe de rotation et la fen tre d entr e du d tecteur d nergie de rayonnement X e Placer le cristal de NaCl inclus au mat riel livr avec l appareil rayons X sur le support pour cible et le fixer avec pr caution e Appuyer sur le bouton poussoir COUPLED et r gler manuellement l angle de la cible sur 4 5 l aide du bouton de r glage ADJUST Remarque Pour l exp rience on utilise le tube rayons X Cu parce que gr ce la fen tre plus mince il d livre le rayonnement dans une lar2. condition de Bragg sachant que d est la distance interr ticulaire c d entre deux plans cristallographiques et que l ordre de diffraction n est un nombre entier L angle a est mesur par rapport aux plans r ticulaires Lors du relev du spectre l aide d un d tecteur r solution en nergie ce ne sont pas les longueurs d onde qui sont saisies mais les nergies A cet effet la condition de Bragg peut tre r crite comme suit compte tenu de E hv hc En nhc 2dsina ou En n hc 2dsina 620 pm keV dsina E est ici l nergie du rayonnement X r fl chi dans l ordre de diffraction n Il en ressort le fait que pour un angle a fixe l nergie la plus faible E survient dans le premier ordre de diffraction Le rapport entre l nergie de rayonnement dans l ordre de diffraction n et l nergie de rayonnement dans le premier ordre de diffraction E E4 donne l ordre de diffraction Le rapport E n est constant pour chaque famille de plans r ticulaires Mat riel requis 1 Sensor CASSY 524 010 ou 524 013 1 CASSY Lab2 524 220 1 adaptateur AMC 524 058 1 appareil rayons X avec goniom tre 554 801 ou 554 811 1 tube rayons X Cu 554 862 oder 554 85 1 d tecteur d nergie de rayonnement X 559 938 1 c ble HF 1m 501 02 PC avec Windows XP Vista 7 8 Montage exp rimental voir sch ma e Eventuellement changer le tube rayons X Mo contre le tube rayons X Cu voir mode d emploi de l appareil
3. r ticulaires avec une distance d 280 pm La comparaison avec les donn es figurant dans la litt ra ture pour le NaCl constante de grille 564 pm montre qu il s agit ici de la diffraction sur les plans r ticulaires 200 d 282 pm Informations suppl mentaires Dans le cas du relev de Bragg avec un tube compteur de Geiger M ller comme d tecteur les photons r fl chis dans divers ordres de diffraction sont compt s ensemble Un spectre ainsi relev est donc un assemblage de plu sieurs composantes difficilement s parables Dans le spectre obtenu avec un angle de 20 on voit nettement dans quelle mesure l affirmation sur l intensit du rayonnement serait fausse si on s orientait seulement au premier ordre de diffraction et qu on n gligeait la pr sence d ordres sup rieurs de diffraction by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo nipacric Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische nderungen vorbehalten 305
4. rifier le bon tat de l appareil rayons X avant de le mettre en marche et contr ler la coupure de la haute ten sion l ouverture des portes coulissantes voir mode d emploi de l appareil rayons X e Tenir l appareil rayons X l abri des personnes non autoris es Eviter toute surchauffe de l anode dans le tube rayons X Mo e Ala mise en marche de l appareil rayons X v rifier le bon fonctionnement du ventilateur dans la partie tube Le goniom tre est exclusivement r gl par le biais de moteurs pas pas lectriques e Ne pas bloquer le bras de cible ni le bras de capteur du goniom tre et ne pas forcer pour en modifier le r glage Description de l exp rience Selon une consid ration tout d abord mise par W H et W L Bragg en 1913 un cristal est un arrangement r gulier d atomes distribu s dans des plans r ticulaires parall les A l arriv e de rayons X parall les sur le cristal ceux ci sont diffus s lastiquement sur chaque atome Si deux condi tions sont satisfaites il se produit des interf rences constructives entre les ondes diffus es au niveau des atomes Ces conditions sont les suivantes Angle d incidence a angle de r flexion az a by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com Lo pipactic Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische nderungen vorbehalten 303 CASSY Lab 2 et n 2 d sin a
5. CASSY Lab 2 2013 06 07 Physique atomique et nucl aire R flexion de Bragg dissoute Rayons X par l nergie diff rents Spectroscopie d nergie de rayons X ordres de diffraction Description tir e de CASSY Lab 2 Pour charger des exemples et des param trages merci de bien vouloir utiliser l aide de CASSY Lab 2 by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo oinacric Phone 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E mail info ld didactic de Technical alterations reserved CASSY Lab 2 R flexion de Bragg r solue en nergie dans diff rents ordres de diffraction N nie h ih i LL TH H RONTGENGERAT ERAY APPARATUS Convient aussi pour Pocket CASSY Remarques de s curit L appareil rayons X est conforme de par sa conception et construction un dispositif rayons X destin l ensei gnement et un appareil de protection int grale r pondant aux r glementations sur les rayons X Il est homologu comme appareil rayons X l usage des tablissements scolaires et comme appareil de protection int grale con form ment au r glement allemand sur la radioprotection BfS 05 07 V Sch R V ou NW 807 97 R Gr ce aux dispositifs de protection et de blindage int gr s en usine le taux de dose hors de l appareil rayons X est r duit moins de 1 uSv h soit une valeur d un ordre de grandeur correspondant la dose d irradiation naturelle e V
6. ge gamme d nergie env 5 35 keV lorsque la haute tension vaut 35 kV Les angles du cristal sont choisis de sorte que seul le rayonnement de freinage soit r fl chi sur le cristal et pas les raies caract ristiques Si tel n tait pas le cas l intensit nettement plus grande dans la raie caract ristique pourrait consid rablement fausser les relations d intensit de diff rents ordres de diffraction Proc dure exp rimentale E Charger les param trages e Brancher l alimentation portable au r seau le t moin lumineux passe au vert au bout d env 2 min et le d tec teur d nergie de rayonnement X est op rationnel e R gler une haute tension du tube U 35 kV un courant d mission 1 00 mA et brancher la haute tension by LD DIDACTIC GmbH Leyboldstrasse 1 D 50354 Huerth www ld didactic com LD Lo nipacric Tel 49 2233 604 0 Fax 49 2233 604 222 E Mail info ld didactic de Technische nderungen vorbehalten 304 CASSY Lab 2 e Relever le spectre d talonnage lancer le relev du spectre avec e R gler un courant d mission 0 40 mA e Relever les spectres pour les angles 5 10 15 et 20 de la cible talonnage nerg tique Dans le bo tier de la photodiode PIN au silicium du d tecteur d nergie de rayonnement X le rayonnement X mesu rer g n re en plus un rayonnement de fluorescence X qui est lui aussi enregistr Dans le spectre primaire il faut par cons quen
7. t s attendre aux pics du rayonnement r fl chi mais aussi aux raies de l or Au et de l argent Ag Ces raies permettent d effectuer l talonnage nerg tique des spectres Un pic pour E 8 1 keV appara t gauche par diffusion de la raie Ka du Cu du spectre primaire du tube rayons X Les pics suivants plus petits pour E 9 7 keV 11 4 keV et 22 2 keV sont occasionn s par la fluorescence du bo tier La Lg de l Au et Ka de l Ag et le grand pic droite est le rayonnement r fl chi condition de Bragg e S lectionner le spectre N 4 5 e Ouvrir l talonnage nerg tique dans les param trages EA s lectionner talonnage nerg tique global cette entr e puis inscrire droite les nergies de la raie La de l Au 9 71 keV et de la raie Ka de l Ag 22 16 keV e Dans le menu contextuel du graphe s lectionner Calcul valeur principale du pic marquer la raie Ka du Cu et ins crire le r sultat gauche dans l talonnage nerg tique par ex en le transf rant de la ligne d tat par glisser d poser e Pour finir d terminer le centre de gravit de la raie Ka de l Ag et galement l inscrire gauche e Faire passer la repr sentation sur nergie par ex par glisser d poser de EA vers le graphe Remarque Pour exciter les raies K de l argent dans le mat riau du bo tier l nergie du rayonnement r fl chi doit d passer l ar te K de l argent 25 52 keV Ceci est la raison pour laquelle l talonnage nerg
8. tique est r alis sur le spectre avec a 4 5 Exploitation Pour v rifier que les pics restants font partie des diff rents ordres lors de la diffraction sur la m me famille de plans r ticulaires il faut analyser les relations entre les nergies des pics Pour d terminer les nergies des pics en fonction de l angle de diffusion e S lectionner le spectre d nergie 5 10 15 et 20 e Dans le menu contextuel du graphe s lectionner Calcul valeur principale du pic et marquer le pic souhait e Relever la position d termin e du pic dans la ligne d tat et l inscrire sous la forme E 1 En 2 E 3 ou Ep 4 avec l angle a dans la repr sentation Energie cliquer avec la souris par ex en transf rant la valeur de la ligne d tat par glisser d poser C est ainsi que dans la repr sentation Ordre un tableau est labor dans lequel sont indiqu s les rapports E E entre l nergie de rayonnement dans l ordre de diffraction n et l nergie de rayonnement dans le premier ordre Ils ont des valeurs quasiment enti res ce qui confirme la supposition selon laquelle ils font partie d ordres diff rents lors de la diffraction sur la m me famille de plans r ticulaires Dans la repr sentation Distance interr ticulaire la distance interr ticulaire d a t calcul e pour chaque angle du cristal partir des valeurs moyennes Ep n Il en ressort que la diffraction a t observ e quel que soit l angle sur une famille de plans
Download Pdf Manuals
Related Search