Im Hinblick auf eine möglichst punktgenaue Anregung des Targets ist es
interessant, wie groß die Intensität der Strahlung ist, die in den
unmittelbaren Nachbarbereich des Strahls gestreut wird. Zum einen gibt es dort
Vorwärtsstreuung durch die Vakuumfenster, den Aluminiumabsorber und die
Kaptonstreufolie. Zum anderen wird die Synchrotronstrahlung auf der gesamten
Luftstrecke gestreut.
Bei der Vorwärtsstreuung ist nahezu ausschließlich kohärente
Streustrahlung zu erwarten, da der Streufaktor S(q,Z) für kleine
Streuwinkel und
somit kleine Impulsüberträge gegen Null geht. Der kohärente Formfaktor
f(q,Z) dagegen geht für kleine q gegen Z. Weiterhin ist zu beachten, daß bei kleinen
Streuwinkeln die Polarisation der Strahlung nahezu keine Rolle mehr spielt.
Die Streuung an den Luftmolekülen ist aufgrund der geringeren Dichte des
Streumediums nicht so intensiv. Da sie aber zum Teil in unmittelbarer Nähe
des Targets geschieht, trägt sie wesentlich zur Aufweitung des Strahls
bei. Zudem wird die Synchrotronstrahlung auf der gesamten Luftstrecke unter
unterschiedlichen Winkeln gestreut, so daß für diesen Fall auch die
inkohärente Streuung wieder betrachtet werden muß.
Abbildung: Berechnung der Röntgenstreuung in der Targetebene - Die Streuung
entlang einer Strecke von bis in einen Punkt
in der Targetebene kann nach Gleichung
berechnet werden
Führt man ein Koordinatensystem ein, bei dem z die Strahlrichtung ist und x und y die horizontale bzw. vertikale Richtung, so läßt sich für eine Position entlang des Strahls die Streuung in verschiedene Koordinatenpunkte auf der Ebene senkrecht zur Strahlrichtung berechnen:
wobei die Winkel und gegeben sind durch:
Hierbei sind und die Begrenzungen des streuenden Mediums.
In Abbildung ist das Ergebnis einer Berechnung der
Untergrundstrahlung aufgrund der Streuung an einer Luftstrecke von 400 mm
vor dem Target zu sehen. Hierbei wurde ein Quadrant in der
Targetebene betrachtet.
Die Gesamtintensität der Streustrahlung ist auf eine Fläche von jeweils
und die Gesamtintensität der primären
Synchrotronstrahlung normiert. Auf einer Fläche von
, in deren Mitte sich der Anregungspunkt befindet, ergibt
sich für die kohärente
Streuung eine Gesamtintensität des Streuuntergrunds von und für die inkohärente Streuung . Während die inkohärente Streuung bevorzugt senkrecht zur
Polarisationsrichtung gestreut wird, geht die Polarisation in die kohärente
Streuung kaum noch ein, wenn die gesamte Luftstrecke betrachtet wird.
Die Streuung an einem Aluminiumabsorber im Abstand von 600 mm auf die betrachtete Fläche liegt in ihrer Gesamtintensität etwa um einen Faktor 2 niedriger. Sie ist aber im Gegensatz zur Luftstreuung eher gleichmäßig über die Targetebene verteilt.
Abbildung: Streustrahlung an einer Luftstrecke von 400 mm
- Zu sehen ist links die Gesamtintensität der kohärenten Streuung und
rechts die Gesamtintensität der inkohärenten Streuung. Die Bezugsebene ist
die Targetebene in einem Quadranten von . Die
Intensitäten sind auf Flächen von jeweils und die
Gesamtintensität der primären Strahlung normiert. Man beachte, daß die
Intensitätsskala rechts um einen Faktor 10 gestreckt ist. Die
inkohärente
Streuung ist etwa um einen Faktor 10 kleiner als die kohärente und hängt
von der Polarisationsrichtung der einfallenden Strahlung ab.