Campione Colle del Lys CDL03-1102

Il ampionealpinonon sahariano(CDL03-1102) presentaun andamentosimileaglialtri

alpini,ma on dierenzesigni ative. Dallegure3.71e3.72sidenotaimmediatamente

he il ferrohauno stato diossidazione ditipo 3+; tuttaviala soglia éspostata rispetto

alla paragonite e alla aolinite di ir a 1 eV, indi ando una debole presenza di Fe

2+

.

An hequesto ampionepresentauna whiteline on duestrutture, omeperilprobabile

ampione di evento sahariano, on uno spostamento di 3 eV. É presente una spalla a

7150 eV, simile allaparagonite, e una serie di strutture a partire da7170 eV, an h'esse

similisia allaparagonite he alla aolinite.

7100

7150

7200

7250

7300

7350

Assorbimento [u.a.]

Energia [eV]

Colle del Lys - Campione 1102

CDL03-1102 (File 56)

Paragonite

Caolinite

Illite

Biotite

Muscovite

Tetraferriflogopite

Flogopite

7100

7150

7200

7250

7300

7350

Assorbimento [u.a.]

Energia [eV]

Colle del Lys - Campione 1102

CDL03-1102 (File 56)

Paragonite

Caolinite

Figura3.69: Confronto tra gli spettri di assorbimento del ampione alpino on la pa-

ragonite e la aolinite. L'andamento della soglia (posizione ed intensitá

di pi o) sono abbastanza simili sia alla paragonite he alla aolinite, osí

ome loé l'andamentonella regioneIMS.

7100

7150

7200

7250

7300

7350

Assorbimento [u.a.]

Energia [eV]

Colle del Lys - Campione 1102

CDL03-1102 (File 56)

Illite

Biotite

Figura3.70: Confronto tra gli spettri di assorbimento del ampione alpino on l'illite e

7100

7105

7110

7115

7120

7125

7130

7135

Assorbimento [u.a.]

Energia [eV]

Colle del Lys - Campione 1102

CDL03-1102 (File 56)

Paragonite

Caolinite

Figura3.71: Andamentodella soglia del ampione alpino rispetto allaparagonite e alla

aolinite. L'andamento é simile alla paragonite, tranne per la presenza di

due strutture ( on una dierenzain energiadi ir a 3 eV); lospostamento

inenergia della soglia indi auna presenza minima diFe

2+

.

7100

7105

7110

7115

7120

7125

7130

7135

Assorbimento [u.a.]

Energia [eV]

Colle del Lys - Campione 1102

CDL03-1102 (File 56)

Illite

Biotite

Nella prima parte di questo apitolo viene dapprima introdotta la temati a delle otti-

he per raggi X e delle lenti a poli apillari; in parti olare, poi vengono introdotte le

metodologie di aratterizzazione dei poli apillari, pro edimento essenziale per la s elta

delle lentiperla ongurazione onfo ale. Nellase onda parte viene des ritto il proto-

tipoportatileper lami rouores enza X e perl'imaging,realizzatopresso iLaboratori

Nazionali di Fras ati (si veda lasezione A), e vengono presentati i risultati preliminari

ottenuti.

Parte del mio lavoro durante il periodo di dottorato é basato sulla progettazione e

realizzazionedel prototipoportatileperla mi ro-spettros opiaeperl'imaging. Lareale

di oltánell'utilizzodelle otti he poli apillariéilloroallineamento( omeesempio,per

la K

α

del rame l'angolo riti o é po o meno di 4 mrad): per questo attualmente é in fase di progettazione un sistema he mantenga la ongurazione onfo ale delle lenti

allostato ottimale. Tutte le analisi dis usse ed illustrate in questo apitolo, sia per la

aratterizzazione sia per le simulazioni he per la uores enza, sono state eettuate da

me durante l'esperimentodiMi roX.

4.1 Otti he per raggi X

L'impossibilitádirealizzarelentiperraggiXéstatono2-3de ennifaunodeimaggiori

osta oli all'utilizzazionedelle sorgenti a raggi X onvenzionali. I progressi nelle otti he

perradiazioneX nel orsodegli ultimi30anni sonoan he ilrisultatodella disponibilitá

disorgentidilu e disin rotronesemprepiúbrillanti he hanno onsentitodiprogettare,

testaree utilizzareotti he semprepiú e ienti.

L'indi edirifrazionepertuttiimateriali, heinteragis ono onunfas ioX,épari ir a

all'unitáe, omunque, ogni materiale assorbe una parte di questa radiazione. L'indi e

di rifrazione omplesso, per un fas io X he interagis e on una super ie, puó essere

s ritto ome

n = 1 − δ + iβ = 1 −

r0λ

2

2π

N(f1− if2)

(4.1)

dove

δ

éla deviazionedell'indi e dirifrazionedall'unitá,

β

él'indi ediassorbimento,

f1

e

f2

sonolaparterealeedimmaginariadelfattore dis atteringatomi o,

N

éilnumnero diatomipervolumeed

r0

éilraggio lassi odell'elettrone. Ifattoridis atteringatomi o sono tabulati e fa ilmente reperibili, [46℄. Considerando solo la parte reale della 4.1 e

he

δ

é dell'ordinedi

10

−5_{÷ 10}−6

,si puóri avarel'angolodi riti o

θc

(notoan he ome angolodiFresnel),denito ome, per esempio[47℄

θc

∼

√

Nel dominio X, l'angolo riti o é ir a

10

−2

_{÷ 10}−3

radianti; in prati a i raggi X sono

riessi solo ad angoli ad in idenza radente. Una piú pre isa trattazione teori a del

fenomenoprende in onsiderazione an he glieetti di assorbimento.

In generale, una super ie riettente puó essere onsiderata ome una porzione o

sezione di un sistema ologra o, ovvero un sistema peril qualeper ogni raggio emesso

da una sorgente viene riesso nel relativo punto immagineo se ondo punto fo ale. La

gura 4.1 mostra l'interferogramma (o ologramma) prodotto dalla sovrapposizione di

un'onda sferi a divergente dalla sorgente on un'onda sferi a he onverge nel punto

immagine. Taleinterferogramma é omposto dauna serie di ellissoidi onfo ali.

Figura4.1: Sezione di un sistema di ellissoidi onfo ali he dirangono onde sferi he

emesse da un punto fo ale in onde sferi he onvergenti nel se ondo punto

fo ale. Il sistemaé assialmentesimmetri o. Dallareferenza [48℄.

Cias unalineaingurarappresentanell'interferogrammaunnododiunmodellod'on-

da stazionaria. Possiamo onsiderare ias uno di questi nodi ome uno spe hio he

produ e una immagineperfetta delpunto diorigine. Il amminootti oaumentadiuna

lunghezza d'onda

λ

quando si passa da un nodo a quello adia ente, e i ontributi da

tuttiglispe hi sono infase. Perappli azioniprati he, noné ne essario, edisolito non

auspi abile, fabbri areuna serie ompleta diellissoidi, maé su iente onsiderare solo

una pi olasezione. Al une delle possibili sezionisono indi ate nella gura4.1:

1. Spe hi a super ie singola;

2. Spe hi a multistrato;

3. Reti oli a multistrato;

Gliellissoididiventanoparaboloidiselasorgentevieneposta all'innito;inmodoanalo-

go,muovendoan he ilpuntoimmagineall'innito,ilsistemasitrasformainunaserie di

piani. Glispe hi asingola super ieo amultistratosono analoghi a ristalliriettenti

di Bragg (Ree ting BraggCrystals), i reti oli amultistratosono equivalenti a ristalli

tagliatiasimmetri amente, leZonePlate sono similiareti olidi trasmissione,mentre le

Zone Plate spesse rappresentano piani ristallini ottenutida dirazioneallaLaue.

Gli spe hi a super ie singola hanno ome prin ipale aratteristi a quella di essere

ottimizzatiperradiazioneadin idenzaradente. Questa ondizioneimponeduerequisiti:

il primo é he la rugositá di una super ie sia estremamente pi ola (ossia dell'ordine

del nanometro) mentre il se ondo riguarda il osto, he é tipi amente molto elevato e

nella maggiorparte dei asinon a ettabile. Infattiperutilizzarel'interofas io on uno

spe hio adin idenza radente, lospe hio deve essere moltolungo (

∼

1 -2 m).

Gli spe hi basati su strutture a multistrati possono essere di varie forme: i piú noti

sono gli spe hi di S hwars hild, di Wolter e di Kirpatri k-Baez. Se il periodo

d

degli

strati varia si ottengono i osiddetti spe hi di Göbel, in grado di ollimare radiazioni

mono romati he divergentio di fo alizzarefas i paralleli.

Vere eproprielentiper raggiX sono le osiddette ZonePlate. Questehanno general-

menteforma ir olaree sono ostituite daunaserie dianellisottili,sempre piúpi olia

manoamano he isiallontanadal entrodellalente. Talianelli, ostituitidamateriali

trasparenti airaggi X, diondonola lu e inmodotale he il fas ioin us ita viene fo a-

lizzato in un punto (punto fo ale) he ambia posizione sull'asse della lente al variare

dell'energia (SistemaDispersivo).

Una ompleta trattazione diquesti sistemi otti i édisponibile neiriferimenti[47, 49,

50℄.

Nel documento Metodologie per la rivelazione e il riconoscimento di impurezze solide mediante sorgenti X : caratterizzazione di materiali complessi con applicazione al caso della matrice solida dell'acqua (pagine 97-103)