Gamma-Diffraktion

Wegen ihrer hohen Energie im Bereich einiger hundert keV besitzen Gamma-Strahlen eine hohe Durchdringungsfähigkeit und eignen sich besonders gut zur Materialcharakterisierung. In der zerstörungsfreien Materialprüfung wird die Radiographie mit hochenergetischer Gamma-Strahlung standarmäßig eingesetzt etwa zur Charakterisierung von Schweißnähten.

Im Bereich der Festkörperforschung kann man darüber hinaus die hohe Energieschärfe bei gleichzeitig hoher Strahlkollimation (einige hunderstel Grad) von Gamma-Strahlung, die etwa von 192Ir ausgesendet wird, ausnutzen, um Einkristalle zu charakterisieren und ihre intrinsische Mosaikblockverteilung (Rocking-Kurven um unterschiedliche Drehachsen) zu bestimmen. Die Beugungswinkel sind dabei recht klein und liegen im Bereich einiger Grad. Als charakteristisches Beispiel zeigt die nebenstehende Abbildung die Mosaikverteilung eines gestörten Kupfer-Kristalls mit Subkörnern und zum Vergleich dazu die Rocking-Kurve eines nahezu perfekten Quarz-Kristalls.


Die Gamma-Diffraktometrie kann aber auch dazu verwendet werden, Reflexpositionen zumindest in transversaler Richtung extrem genau zu ermitteln. Gerade zur Untersuchung von modulierten Strukturen, bei denen sich Satellitenreflexe etwa mit der Temperatur verschieben, obwohl die Hauptstrukturreflexe nahezu unverändert bleiben, erweist sich diese Methode als besonders geeignet. Als typisches Beispiel zeigt die nebenstehende Abbildung ein Diffraktogramm, welches im Koexistenzbereich während der lock-in Umwandlung von Rb2ZnCl2 aufgenommen wurde. Im Unterschied zu üblichen Röntgen- oder Neutronenexperimenten können hier beide Satelliten klar voneinander getrennt werden.


 




 
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