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과학

파장 분산형 X선 분광법

파장 분산형 X선 분광법과학
영문명
Wavelength-dispersive X-ray spectroscopy
약칭
WDS
분리 원리
분석 결정의 브래그 회절
주요 활용
특성 X선 원소 분석
파장 분산형 X선 분광법은 분석 결정의 회절을 이용해 시료의 특성 X선을 파장별로 나누어 측정하는 원소 분석법이다. WDS라고 부르며, 광자의 에너지를 반도체 검출기에서 직접 분류하는 EDS와 측정 방식이 다르다.

결정이 파장을 선택하기

결정의 격자면에서 반사된 X선은 일정한 조건에서 서로 보강되어 강한 회절 신호를 만든다. WDS는 이 조건을 만족하는 파장의 X선을 검출하는 방식이다. 단순히 모든 X선 세기를 한꺼번에 세는 것이 아니라 결정의 간격과 입사각에 따라 파장을 선택한다.

각도를 바꾸는 이유

브래그 조건 nλ = 2d sinθ에서 결정의 격자면 간격 d가 같아도 각도 θ를 바꾸면 선택되는 파장 λ가 달라진다. 장치는 분석 결정과 검출기의 위치를 맞추며 서로 다른 특성 X선 신호를 측정한다. 여기서 회절 차수 n은 양의 정수이다.

분석 결정의 선택

하나의 결정이 모든 파장 범위를 똑같이 분석하지는 못한다. 서로 다른 격자면 간격을 가진 분석 결정을 사용해 필요한 파장 영역을 다룬다. 따라서 장비의 분석 범위는 검출기만이 아니라 결정과 측정 기하 구조에도 관련된다.

스펙트럼으로 원소 조사하기

시료가 방출하는 특성 X선을 나누어 측정하면 포함된 원소의 종류와 양을 조사할 수 있다. WDS와 EDS는 같은 원소 분석 질문에 접근하지만 신호를 분리하는 방식이 다르다. 이름의 파장과 에너지는 별개의 방사선이라는 뜻이 아니라 같은 X선의 서로 연결된 성질이다.

관련 문서

특성 X선 / 에너지 분산형 X선 분광법 / 브래그 법칙 / 회절 / 결정 / 파장 / 분광학 / 원소