Spettroscopie a Raggi X

Le spettroscopie a raggi X sono quelle spettroscopie che utilizzano i raggi X come sonda per indagare la materia.
La rete dispone di diverse strumentazioni che sfruttano tubi a raggi X come sorgenti. In particolare, le strumentazioni possono essere suddivise in due famiglie: apparati per fluorescenza a raggi X e per radioluminescenza. Nel primo caso la sorgente eccita gli elettroni del guscio interno degli atomi, in seguito ai processi di rilassamento, gli elettroni ritornano al loro stato fondamentale rilasciando energia sotto forma di raggi-X. I raggi X ri-emessi avranno energia diversa da quella dei raggi incidenti ed è tipica per ogni elemento. Lo spettro di emissione di raggi X permette quindi sia l’identificazione degli atomi presenti nel campione in esame sia l’analisi quantitativa degli stessi. Nella radioluminescenza si studia invece l’emissione di luce UV-Visibile di un campione sotto irraggiamento con raggi X. Questa tecnica è indispensabile nella caratterizzazione di materiali scintillatori che sono alla base dei rivelatori per radiazioni ionizzanti. La radioluminescenza è spesso accoppiata alla misura di termoluminescenza. In questo caso dopo aver irraggiato il campione si studia l’emissione di luce termicamente stimolata. Questa tecnica è particolarmente utile per caratterizzare i difetti dei materiali scintillatori e trova applicazione anche nella datazione dei materiali ceramici.

I nostri strumenti

La Rete dispone di diversi strumenti per la fluorescenza a raggi X e un apparato per la radio- e termo-luminescenza.

Fluorescenza a raggi X

IRIS COMBINED X-RAY FLUORESCENCE & REFLECTANCE SPECTROSCOPY SCANNER SYSTEM

IRIS Combined X-Ray Fluorescence & Reflectance Spectroscopy Scanner System è uno scanner mobile che permette la scansione simultanea di una macro area mediante spettroscopia di fluorescenza a raggi X (MA-XRF) e spettroscopia Vis-NIR in riflessione.
La spettroscopia di fluorescenza a raggi X a scansione (MAXRF) consente la mappatura multi-elementale (elementi con numero atomico Z>12) di macro-aree di una superficie. L’analisi in scansione mediante spettroscopia Vis-NIR in riflessione consente l’acquisizione di immagini iperspettrali in un ampio intervallo spettrale che forniscono informazioni sia sulla distribuzione e che sulla natura chimica di componenti inorganiche e organiche. L’informazione ottenuta dalle due tecniche viene raccolta in modo combinato per ogni punto della superficie scansionata integrando l’informazione chimica elementare con quella molecolare.
Caratteristiche:
● lampada alogena (360 – 2400 nm, potenza nominale: 20W);
● due rivelatori (2048 canali, range spettrale 400-1100 nm con risoluzione di 1.5nm; 512 canali, intervallo spettrale 1100-2500 nm, risoluzione 8.9 nm);
● tubo a raggi X con anodo di Rodio (finestra: Be 250 μm; 50 kV; 200 μA; collimatori: 0.5 mm, 1 mm o 2 mm). Possibilità di avere filtri in trasmissione;
● rivelatore SSD (area attiva: 50 mm2 ; Detector thickness: 450 μm; risoluzione Mn-Kα: 140 eV; Dead layer thickness: 0.15 μm; finestra: Be 12.5 μm);
● frame motorizzato XYZ per eseguire mappe.
Configurazioni disponibili:
● il sistema è stato progettato per una scansione in situ, veloce e non invasiva del campione.
Applicazioni principali:
● studio combinato della distribuzione delle specie atomiche e molecolari in un campione;
● caratterizzazione dei materiali inorganici e organici;
● studio delle tecniche pittoriche;
● supporto diagnostico per il restauro e la conservazione di manufatti.

XRF Artax 200 Bruker

Artax 200 è uno strumento XRF portatile, utilizzato nel campo dei beni culturali per la possibilità di misure in situ e non invasive. Il sistema esegue un’analisi simultanea multi elemento con numero atomico maggiore o uguale a 13.
Caratteristiche:
● sorgente: tubo a raggi X ad anodo di Mo (10 – 50 kV, 5 µA min – 200 µA max);
● rivelatore: Large Silicon Drift con area attiva di 25 mm2, finestra: 12 µm di Be;
● risoluzione: minore di 135 eV alla MnKα con raffreddamento Peltier;
Configurazioni disponibili:
● misure in “grazing-emission”
Applicazioni principali:
● analisi di pigmenti di dipinti e affreschi e individuazione di eventuali restauri;
● sviluppo di nuove metodologie per ottimizzare i dati XRF acquisiti con strumenti a scanner, in modo da ottenere mappe di distribuzione elementare.

Radio- e termo-luminescenza

Apparato home made per misure di termo- e radio- luminescenza

Apparato strumentale messo a punto in laboratorio per misure di radio- e termo-luminescenza risolte in lunghezza d’onda e in funzione della temperatura. Lo strumento permette di misurare la luce emessa sotto irraggiamento X (radio-luminescenza) a temperatura costante, o l’emissione termicamente stimolata (termo-luminescenza).
Caratteristiche:
● sorgente: raggi X (10 – 40 kV);
● intervallo di temperatura: 10-320 K.
Configurazioni possibili:
● misure su campioni solidi e in polvere;
● per campioni liquidi è possibile la misura di radioluminescenza a temperatura ambiente oppure è possibile depositare la soluzione in crogioli metallici.
Applicazioni principali:
● caratterizzazione e studio di difetti in materiali luminescenti per scintillazione e dosimetria.

CONTATTI

Se pensate che queste tecniche spettroscopiche possano esservi d’aiuto per caratterizzare, migliorare o progettare i vostri materiali, scriveteci