AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN DER DDR ZfK ...

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4.14. RÖNTGENSTRAHLUNG BEIM BESCHUSS DICKER Si-TARGETS
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Ch. Bauer, R. Grötzschel, К. Hohmuth, R. Klabes, U. Kreißig, R. Mann,
W. Rudolph und P. Stary
Zentralinstitut für Kernforschung Rossendorf, Bereich 2
Für den Beschuß dicker Si-Targets mit Protonen (E^ =2-6 MeV) wurde die neben
der charakteristischen Röntgenstrahlung auftretende Untergrundstrahlung [1] am
Rossendorfer 10 MeV-Tandem-Generator untersucht. Die dabei erhaltenen Spektren
sind in Abb. 1 zusammengestellt.
i I Г "I Г г
Si-K 4 6 MeV
. \ ". 5 MeV 4
\ 4 MeV \
-., 3MeV
En= 2 MeV
J LÜ —~;r- -c,
X-RAV ENERGY [keV] 10
Um pile-up-Einflüsse klein
zu halten, wurden Strahlströme
von 2 bis 20 nA benutzt,
so daß die Belastung
des Detektors (Ge(Li)-Detektor,
Auflösung ca.
350 eV bei 6.4 keV) ca.
500 Impulse/s nicht überstieg.
Die Spektrenform entsteht
durch Überlagerung von charakteristischerSi-K-Strahlung
(E = 1.74 keV) und
BremsStrahlung, die haupt-
Abb. 1
sächlich durch schnelle
Röntgenspektren beim Protonenbeschuß eines dicken Si- slek-tronen bprvorp-prufи
Targets. Die Spektren sind auf gleiche Ladungsmenge -¿екогопеп nervorgeruien
normiert. wird С2], [ 3]. Mit wachsender
Protonenenergie vergrößert sich die Reichweite der Inzidenzteilchen. Infolge
der Absorption im Silizium liefern aus großen Tiefenbereichen nur Quanten höherer
Energie einen Beitrag zum BremsSpektrum. Hieraus erklärt sich das starke Anwachsen
der Intensität in seinem hochenergetischen Teil bei Vergrößerung von E^. Bei
niedrigen Quantenenergien dagegen nimmt die Strahlungsintensität mit steigender
Inzidenzenergie schwächer zu, da auf Grund verstärkter Selbstabsorption im Target
durch den Einfluß der Si-Absorptionskante (E = 1.832 keV) nur Strahlung aus oberflächennahen
Schichten Beiträge zum Spektrum, liefert. .
Außerdem erfolgt Absorption sowohl durch Fenster und Luftstrecke zwischen Target •
und Detektor als auch in der Detektortotschicht. Die Intensität der Si-K-Strahlung
zeigt das nach der BEA-Theorie zu erwartende Verhalten.
Wie die gemessenen Spektren zeigen, wird die Nachweisempfindlichkeit der Röntgenanregung
als Analysenmethode hauptsächlich durch die auftretende.Untergrundstrahlung
bestimmt. Beispielsweise wären für den Nachweis von Kupfer (Equ_k =
8.038 keV) in Form einer dünnen Schicht auf.Silizium folgende Verhältnisse zu
erwarten :
Bei einer Änderung der Protonenenergie von 2 MeV auf 6 MeV wächst die Ausbeute
an Cu-K-Strahlung um den Faktor ?, ' währenddessen der Untergrund um das 340fache
ansteigt. Demzufolge sind für den Nachweis [4] niedrige Protonenenergien zu verwenden,
d.h. Inzidenzenergien Ep < 2 MeV sind möglicherweise noch vorteilhafter.