Projekt podpořený Grantovou agenturou České republiky

Dvoudimenzionální mapování prvkových koncentrací metodou PIXE

první výsledky

Záměrem navrhovaného projektu je obohatit stávající zařízení o možnost mapování povrchových koncentrací prvků u pevných látek. Na pracovišti navrhovatele jsou na vybudovaném zařízení prováděny analýzy stopových prvků metodou PIXE. Zkoumané vzorky mohou být různého druhu: prachové částice na filtru, tenké i tlusté vrstvy materiálů, pasty nebo prášky různého původu, kapaliny. Potřebné množství látky je velmi malé, stačí i několik mg, ale analyzovaný povrch na zařízení v dnešní podobě má průměr několik mm. Cílem projektu je další výrazné vylepšení - úprava v submilimetrovou sondu. Je nutno zajistit polohování terče a kontrolu polohy stopy svazku s přesností lepší než desetina mm, zlepšit měření stability a kontrolu svazku podél iontové trasy a vyřešit problematiku měření expoziční dávky v tomto uspořádání. Možných aplikací je celá řada - v medicíně pro zjišťování změn v tkáních, v geologii pro analýzy minerálů, při zkoumání archeologických nálezů a uměleckých děl. V rámci projektu budou připraveny a analyzovány některé typy vzorků. Rozložení prvků v oblasti svaru může přinést zajímavé informace o difuzních procesech nebo segregačních jevech při svařování. Ve spolupráci s Ústavem geochemie, mineralogie a přírodních zdrojů PF UK budou provedena srovnávací měření a interkalibrace s metodou ICP-MS na vzorcích minerálů, kostí, případně jiných.


Jinými slovy šlo zhruba o toto:

• zajistit vakuovou komůrku, ve které by byl stolek, kterým bude možno pohybovat zvenku krokovými motory a nastavovat polohu s přesností pod desetinu mm. (Navrhla a vyrobila firma Delong Instruments)

• vymyslet a nechat vyrobit analyzační komůrku - jakýsi mezidíl mezi stávající aparaturou a komůrkou se stolkem. Její dno vlastně tvoří povrch zkoumaného vzorku; na který musí "vidět" Si(Li) detektor, PIPS detektor a CCD kamera. Zhora do ní "svítí" iontový svazek, je nutno si občas skutečně přisvítit aby CCD kamera něco viděla. Uvnitř může být buď vysoké vakuum nebo jen trochu snížený tlak a dás změřit, kolik elektrického náboje tam přišlo. (Dobrými nápady přispěl doc. Král, výroba p. Škutina)

• vymyslet a obstarat získání a měření vakua - sehnat vlnovce a vakuoměr, vymyslet a nechat vyrobit další díly.
• dát dokupy elektroniku a program pro ovládání krokových motorů, tj. umět nastavit vzorek do požadované polohy a spustit analýzu. Docela legraci jsem si užil s vysokofrekvenèním rušením, musel jsem galvanicky oddìlit elektroniky od øídícího poèítaèe.
  (S elektronikou pomohli p. Škutina a Ing. Pavel, programování zajistil Ing. Nejedlý)
• sehnat různé počítačové komponenty a smontovat 4 počítače nejméně 368. Jsou rozestavěny ve třech místnostech a napojeny na lokální síť. Různě měří a zobrazují stav iontového svazku v asi 12 m dlouhém potrubí (pardon, iontovodu) a umožnují částěčně dálkové ovládání. Jde o to, abychom na terči dostali takový svazek, jaký chceme, bez velkého pobíhání po budově těžkých laboratoří.
• sehnat terče s vhodnou mapou a ověřit, jestli stoleček nechodí po vlnovce, jak přesně se můžeme dostat zpátky do stejného místa apod.
• vyvinout tzv. "beam deflector": Když se zjistí, že do detektoru dopadl foton z terče, je nutno nejpozději tak za 100 nebo 200 ns odchýlit svazek z terče a po nějakém čase ho ho zase vrátit zpátky
• vyrobit vzorky svarů a analyzovat je - zjistit, jak se vlivem svařování přemístí různé prvky v oceli
  pomůže Ing. Šimčík z Českého svářečského ústavu
• připravit a analyzovat vzorky minerálů
  pomůže RNDr. Mihaljevič z Přírodovědecké fakulty UK