Mit einer Ionisationskammer und Halbleiterdioden wurden kurzzeitige Schwankungen der SR-Intensität um bis zu 50% mit unterschiedlichen Frequenzen zwischen 45 Hz und 90 Hz festgestellt [Abb. 4]. Diese Veränderungen sind, wie die zuvor besprochenen, ebenfalls abhängig vom Elektronenstrom in ELSA. Derart große Intensitätschwankungen können aber nicht von Schwankungen der Elektronenstrahlenergie oder des Magnetfeldes in den Dipolmagneten herrühren, da ein stabiler Betrieb von ELSA als Speicherring unter solchen Bedingungen nicht möglich ist. Störungen in der hierzu benötigten Stärke hätten den sofortigen Verlust der im Strahl gespeicherten Elektronen zur Folge.
Da der Elektronenstrom in ELSA bei Speicherzeiten von einer Stunde für Zeitbereiche von 10ms - 20ms als konstant angenommen werden kann, lassen die beobachteten Intensitätsschwankungen sich durch Elektronenstrahlbewegungen erklären. Hierbei ist von der Targetposition aus ein ständig wechselnder Teil des Elektronenstromes im Quellvolumen sichtbar. Da auch in den Maxima der Intensitätsschwankungen nicht der gesamte Elektronenstrom sichtbar sein muß, kann nur der mindestens auftretende Intensitätsverlust aus dem Verhältnis der mittleren gemessenen Intensität zur maximalen Intensität berechnet werden.
Zur Bestimmung von Veränderungen der spektralen Verteilung in Verbindung mit diesen kurzzeitigen Intensitätsschwankungen wurde eine simultane Messung von zwei Fluoreszenzspektren einer Kupfer/Silber-Legierung bei jeweils hoher oder niedriger Intensität durchgeführt. Eine computergesteuerte Meßelektronik tastet hierzu den in Abb. 5a dargestellten, durch die SR erzeugten Ionisationsstrom einer Photodiode im 1 ms-Takt ab und schaltet während der durch hell bzw. dunkel schraffierte Rechtecke markierten Zeiträume für jeweils 1 ms den zugehörigen Vielkanal zur Spektrenaufnahme ein. Die so gemessenen Spektren sind in Abb. 5b für die hohe und Abb. 5c für die niedrige SR-Intensität gezeigt.
Die Linienintensitäten der beiden Spektren unterscheiden
sich erwartungsgemäß in der absoluten Größe entspechend der
unterschiedlichen SR-Intensitäten bei ihrer Aufnahme.
Die Intensitätsverhältnisse
der Cu-K
zur Ag-K
-Linie in den beiden Spektren, an denen
sich eine Veränderung der spektralen Verteilung bemerkbar machen
würde, sind innerhalb des statistischen Meßfehlers von 2% gleich.
Schwankungen der vertikalen Elektronenverteilung oder
-divergenz können deshalb ausgeschlossen werden [Kap. 3, Abb. 14].
Eine Erklärung dieser starken Intensitätsschwankungen ohne merkliche Veränderung der spektralen Verteilung der SR sind horizontale Bewegungen einer breiten horizontalen Elektronenverteilung. Wegen des schmalen, nur 1 mm breiten und aus Gründen des Strahlenschutzes eingebauten Eingangskollimators sind von einem Punkt am Blendensystem des SyXRF-Aufbaus aus nur 3.8 mm horizontaler Strahlbereich einzusehen [Abb. 1]. Liegen horizontale Ausdehnung und Bewegung des Elektronenstrahls in diesem Bereich oder darüber, folgen die Intensitätsschwankungen aus einer teilweisen Abschattung des Elektronenstrahls.
Abb. 4: Ionisationsstromschwankungen in einer
PIN-Photodiode aufgrund von Intensitätsschwankungen der SR am
SyXRF-Aufbau, für drei ELSA-Ströme gegen die Zeit aufgetragen.
Abb. 5a (oben): Die Ionisationsstromschwankungen in
einer PIN-Photodiode sind gegen die Zeit aufgetragen. Die hell, bzw.
dunkel schraffierten Rechtecke markieren die Aufnahmebereiche für die
Spektren (mitte,unten) der beiden Vielkanalanalysatoren
Abb. 5b (mitte): Das Spektrum der
Kupfer/Silber-Legierung, aufgenommen nur in den hell markierten Bereichen
mit hoher Intensität (Abb. 5a)
Abb. 5c (unten): Das Spektrum der
Kupfer/Silber-Legierung, aufgenommen nur in den dunkel markierten Bereichen
mit niedriger Intensität (Abb. 5a)