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Der Streumonitor

Der Streumonitor besteht aus einem energiedispersiven Röntgendetektor und einer dünnen Streufolie aus Kapton. Der Röntgendetektor steht in der Vertikalen senkrecht zur Beschleunigerebene über dem SR-Strahl, um die Streuung der intensiven parallel polarisierten Komponente der SR zu bestimmen und gleichzeitig, zur Vereinfachung der Streurechnung, die Streuung der senkrecht polarisierten Komponente zu unterdrücken [Kap. 5]. Die Streuung erfolgt an einer unter zum SR-Strahl stehenden nur 125 dicken Kaptonfolie, um störende Einflüsse durch Absorption oder Doppelstreuung im Streutarget korrigierbar bzw. vernachlässigbar klein zu halten. Der zur Streurechnung benötigte Wert der Flächenbelegung (18.1 ) wird wiederum durch Flächenbestimmung und Abwiegen festgelegt. Der Anteil der Luft im Streuvolumen an der Streuung ist durch die Wahl eines dünnen Streutargets nicht mehr zu vernachlässigen [Abb. 23]. Die Geometrie zur Berechnung der Streuung der SR an der Luftstrecke unter dem Streudetektor ist wegen der verschiedenen sich ändernden Winkel zum einen kompliziert, zum anderen ist die Rechnung wegen der Größe des Effektes unterhalb von 10% wenig lohnend. Deshalb werden die elementaren Flächenbelegungen der Luftschicht, die die beobachtete Streuintensität produziert, bestimmt und die Zusammensetzung des Streutargets entsprechend korrigiert.

Der Streumonitor erfüllt im SyXRF-Aufbau verschiedene Aufgaben. Nach der in Kap. 5 beschriebenen Streurechnung kann aus den gemessenen Streuspektren zusammen mit den vom Dioden-Array bestimmten Parametern der eff. vert. Elektronenstrahlverteilung sowohl die zu den Absorptionsquerschnitten passende Flächenbelegung des eingesetzten Aluminiumabsorbers mit hoher Genauigkeit festgelegt werden als auch die anregende spektrale Verteilung auf Verschiebungen hin untersucht werden.

Den Röntgenfluoreszenzanalysen dient der Streumonitor, unter Berücksichtigung der anregenden spektralen Verteilung, zur Bestimmung der auf das Target fallenden SR-Intensität, die wegen der hohen Strahlungsverluste aufgrund der Elektronenstrahlausdehnung, -divergenz und -abschattung an ELSA [Kap. 2] nicht zu berechnen ist. Hierbei wird das zu einer normierten anregenden spektralen Verteilung berechnete Streuspektrum durch einfache Multiplikation mit einem Intensitätsfaktor an die Streumessung angepaßt. Dieser Skalierungfaktor entspricht, von der leicht korrigierbaren Veränderung der spektralen Verteilung durch das Streutarget und die zusätzliche Luftstrecke abgesehen, auch der Intensitätsangabe zur Röntgenfluoreszenzmessung. Durch diese Art der Intensitätsbestimmung entfällt auch die Angabe der Meßdauer und der Blendenfläche, soweit diese nur die reine Intensität der SR und nicht Verschiebungen der spektralen Verteilung betrifft.

Abb. 24a zeigt ein gemessenes Streuspektrum und Abb. 24b die Anpassung der Streurechnung an dieses Spektrum für drei verschiedene Dicken des Aluminiumabsorbers. Die Darstellung verdeutlicht die hohe erreichbare Genauigkeit bei der Festlegung der Absorberdicke oder der Bestimmung der auf die Streufolie gefallenen SR-Intensität.

 
Abb. 23: Die zusammen vom Kapton-Streutarget und der umgebenden Luft gestreute Intensität ist im Vergleich zu der allein von der Luft im Streuvolumen produzierten Streuintensität dargestellt. Die durchgezogenen Linien zeigen berechnete Streuspektren zur Korrektur des Anteils der Luft an der gesamten Streuung.

 
Abb. 24a (oben): ein an der Kaptonfolie gemessenes Streuspektrum mit eingezeichnetem statistischen Fehler.
Abb. 24b (unten): das gleiche Spektrum wie oben, allerdings zur besseren Übersicht ohne eingezeichnete statistische Fehler. Dazu sind für die zu dieser Streumessung gehörenden experimentellen Parameter der spektralen Verteilung der SR für drei verschiedene Aluminiumabsorberdicken die aus der Streurechnung [Kap. 5] stammenden, auf gleiche Gesamtintensität normierten Streuspektren eingezeichnet.



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