#GINIX – das #Göttingen Instrument for #Nano-#Imaging with #Xrays
ist unser¹ #Röntgen-#Mikroskop am Hamburger #Synchrotron PETRA III beim @DESY.
Seit 2011 fahren wir meistens zwei Mal im Jahr für jeweils einige Wochen zum Experiment, um (i) grundlegende Experimente zu wagen, (ii) die Bildgebungsmethoden zu verbessern und erweitern sowie (iii) hochauflösende Daten für unsere Kollaborationspartner zu gewinnen.
¹Arbeitsgruppe Prof. Tim Salditt,
https://www.uni-goettingen.de/saldittlab
#Sicherungskasten für einen winzigen Teil des Experimentes.
Die gelben Klappen sind die Schikanen: Hier haben wir die Möglichkeit, Schlauche, Kabel und Rohre durch ein "Loch in der Strahlenschutzwand" zu schmuggeln.
Die Klappen sind auf beiden Seiten der Wand, von oben zugänglich; dann führt man die Leitungen in einer großen Schlaufe nach unten durch einen schmalen Spalt. Regelmäßig wird überprüft, dass keine ionisierende Strahlung durch die Schikane entweichen kann.
Es gibt zwei Arten von Schikanen: Nutzerschikanen kann man selber öffnen (dafür muss ein Sicherheitsschlüssel abgezogen werden, mit dem die Strahlfreigabe erlischt) – und die "echten". Dafür braucht man ein Papierformular, eine schriftliche Bestätigung – und dann kommt das Werkzeug vorbei.
Durch diese "langfristigen" Durchführen haben wir vorgestern unsere Glasfaser neu verlegt; vergangenes Jahr wurden neue Gasrohre gelegt und in der Schikane verschweißt – sehr aufwändig, aber auch interessant.
Nach der Genehmigung also: Schikane öffnen, Dreier-Bündel zurückziehen und öffnen; abrollen; wieder sauber zusammenbündeln, durchziehen; Schikane schließen.
Jetzt ist alles wieder schön ordentlich und der Detektor ist angeschlossen.
Moench: Micropixel with enhanced pOsition rEsolution usiNg CHarge integration, https://www.psi.ch/en/lxn/moench
400 mal 400 Pixel, 25 µm; durch Ladungsmessung und ein „Auslaufen“ in Nachbarpixel sind sub-Pixel-Interpolation und Energieauflösung möglich.
MÖNCH is a novel hybrid silicon pixel detector based on charge integration and analog readout, featuring a challengingly 25 μm pixel pitch. It is a research project which aims to push the development of hybrid pixel detectors to its limits in terms of photon flux, position resolution, energy information and low energy detection. MÖNCH02 is a fully functional, small scale prototype of 4x4mm2, containing an array of 160x160 pixels, designed in UMC 110nm technology.
Wird der nun freie kernnahe Platz von einem der verbliebenen Elektronen eingenommen, kann die frei werdende Bindungsenergie in Form von Strahlung abgegeben werden – für K-Schalen mittlerer oder L-Schalen schwerer Elemente liegen die Energien typischerweise im Bereich weniger bis einige Dutzend keV; für leichte Elemente (Kohlenstoff, Sauerstoff) bei einigen hundert Elektronenvolt.
Werden diese Fluoreszenz-Photonen detektiert, lässt sich deren Energie messen.
Diese Energie ist zunächst eine intrinsische Eigenschaft des betrachteten Atoms (bzw. des Ionisationszustandes); aus dem gemessenen Spektrum kann somit auf die elementare Zusammensetzung einer Probe geschlossen werden.
Geschieht die Anregung mit einem fokussierten Röntgenstrahl, welcher die Probe abrastert, erhält man ein „Bild” – wobei jeder Punkt ein Spektrum enthält – und somit eine räumlich aufgelöste Verteilung der Elemente erhalten werden kann.
Das Abraster einer Probe, um die lokale Fluoreszenz zu messen, ist ein langwieriger Prozess; zudem wird viel Dosis im Objekt deponiert.
In der Publikation „Full-field x-ray fluorescence imaging using a Fresnel zone plate coded aperture“¹ haben Jakob Soltau und Kollegen gezeigt, wie sich die Fluoreszenz mit der direkten Bildgebung verbinden lässt – so können auch ohne Abrastern der Probe sogar (röntgen-)farbige Bilder gemessen werden.
¹ https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-10-1-127&id=525418
Markus Osterhoff