Так как нейтроны также могут
рассеиваться атомными плоскостями кристалла, они могут использоваться для
определения кристаллической структуры. Однако в отличие от рентгеновских лучей
и электронов, которые рассеиваются электронами, рассеяние нейтронов вызывается
ядрами атомов. Дифракция нейтронов позволяет распознавать атомы с близкими
атомными номерами, например, такими как Si и Al.
Следовательно этот метод можно использовать для определения степени
упорядочения решетки в тетраэдрических узлах алюмосиликатов, а также для
обнаружения легких элементов, таких, как H и Li, выявить
которые традиционными рентгеновскими методами бывает затруднительно. Также этот
метод позволяет изучать магнитную упорядоченность в минералах.
Дифракцию нейтронов можно
использовать методами порошка и монокристаллов.
Но имеются важные ограничения, которые препятствуют их широкому применению в
минералогии. Во-первых, пучок нейтронов маломощен (обладает слабым потоком),
поэтому требуется большее количество материала (несколько грамм, или кристалл
размером в несколько миллиметров). интернет магазин рыболовных снастей киев Во-вторых, в большом количестве нейтроны
генерируются лишь в ядерных реакторах, поэтому такие исследования могут
проводиться только на специальных ядерных установках.
Дифракция электронов и
электронный микроскоп
Электроны, подобно рентгеновским
лучам и нейтронам, рассеиваются атомными плоскостями. Электронные дифракционные
картины получаются с помощью просвечивающего (трансмиссионного) электронного
микроскопа (ПЭМ). Отличие дифракции электронов от рентгеновских лучей и
нейтронов заключается в том, что дифракция электронов происходит приблизительно
в 100 раз интенсивнее, что позволяет исследовать гораздо меньшие объемы вещества,
чем при рентгеновских исследованиях. Главное различие, однако, состоит в том,
что электроны, в отличие от рентгеновских лучей могут фокусироваться магнитными
линзами, что с легкостью позволяет получать изображение на ПЭМ. Существует
много общего в получении изображения в обычном поляризационном микроскопе и в
электронном. У ПЭМ источником электронов является нить электронной пушки.
Электроны образуются при прохождении через нить сильного электрического тока и
ускоряются за счет разности потенциалов между анодом и катодом. Затем пучок
электронов проходит через ряд электромагнитных линз, которые фокусируют
электроны в пучок. После этого пучок проходит через образец и электроны
рассеиваются атомными плоскостями. Затем дифрагированный пучок проходит через
линзы объек5тива, а затем через систему промежуточных и проекционных линз,
которые служат для увеличения изображения и проецирования его на экран. Для
того, чтобы электроны не рассеивались, в колонне микроскопа создают вакуум. Для
электронно-микроскопических исследований применяют очень тонкие образцы
(толщиной менее 1 мкм), а для того, чтобы получить изображение образец должен
быть не толще 10 нм (это достигается растирание образца в порошок).
Методы исследования химического
состава минералов
Наиболее широкое применение в
настоящее время получили методы анализа минералов, основанные на испускании
атомами характеристического рентгеновского излучения. Рассмотрим два основных
метода: электронно-зондовый (микрзондовый) и рентгено-флуоресцентный
микроанализ (РФА) минералов. Ни один из этих методов не может определить
содержание легких элементов (лития, водорода и бериллия), поэтому для
определения состава этих элементов применяют другие аналитические методы.
До промышленного выпуска электронного
зонда провести полный анализ химического состава минерала было трудоемко,
требовалось довольно значительное количество материала (не менее
