Asst.Dr.Anurak Prasatkhetragarn

X-ray diffraction

การค้นพบรังสีเอกซ์

ปี ค.ศ. 1895 Röntgen นกัฟิสิกส์ชาวเยอรมนั

Electromagnetics Spectrum

Electromagnetics radiation

การใช้ประโยชน์ของรังสีเอกซ์

วิธี Radiography

วิธี X-Ray Crystallography

วิธี X-Ray Fluorescence Spectroscopy; XPS

วิธี Radiotherapy

Radiography

อาศัยการฉายรังสีเอกซ์ผ่านวัตถุท่ีกั้นรังสี แล้วรังสีเอกซ์บางส่วนจะถูกดูดกลืนโดยวัตถุ ส่วนท่ีเหลือจะวิ่งไปกระทบแผ่นฟิล์ม หรือฉากเรืองแสงท่ีตั้งอยู่หลังวัตถุนั้นวิธีนี้จึงน าไปใช้ในทางการแพทย์ หาต าแหน่งที่กระดูกหักหรือหาสิ่งแปลกปลอมในร่างกาย หรืออวัยวะภายใน

นอกจากนี้ ยังน าไปใช้ในทางอุตสาหกรรมในการหาต าหนิในวัสดุ เช่น ดูรอยร้าว (crack) ในโลหะท่ีหล่อหรือรีดเสร็จ

X-Ray Crystallography

อาศัยคุณสมบัติการดิฟแฟรกชัน (diffraction) ของรังสีเอกซ์เมื่อวิ่งผ่านโครงสร้างผลึก วิธีนี้ท าให้ทราบรายละเอียดการจัดเรียงตัวของอะตอมในโครงสร้างผลึกได้ละเอียดถึงประมาณ 1 Å เรียกวิธีนี้ว่าเอกซเรย์ดิฟแฟรกชัน (x-ray diffraction) หรือเรียกย่อๆ ว่า XRD

X-Ray Fluorescence Spectroscopy

อาศัยการยิงรังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูงเข้าไปในสารตัวอย่าง แล้วสารตัวอย่างก็จะปล่อยรังสีเอกซ์ใหม่ออกมา รังสีเอกซ์ใหม่ที่ปล่อยออกมาเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของธาตุที่เป็นองค์ประกอบในเนื้อสาร ดังนั้น จึงสามารถบอกได้ว่าในสารตัวอย่างที่น ามาวิเคราะห์มีธาตุชนิดใดเป็นองค์ประกอบ วิธีนี้จัดเป็น qualitative analysis นอกจากนี้หากวัดความเข้มของรังสีเอกซ์ที่ธาตุแต่ละตัวแผ่ออกมา ก็จะท าให้ทราบได้ว่าสารตัวอย่างมีธาตุใดประกอบอยู่ในปริมาณเท่าใด วิธีการนี้เป็นการวิเคราะห์เชิงปริมาณจัดเป็น quantitative analysis

Radiotherapy

อาศัยสมบัติการท าลายของรังสีเอกซ์ กล่าวคือ เมื่อรังสีเอกซ์วิ่งผ่านเซลล์ท่ีมีชีวิต รังสีเอกซ์จะท าให้เซลล์แตกตัว (ionized) ร้อน และแห้งตาย จึงน าคุณสมบัติข้อนี้ไปใช้ฉายแสงฆ่าเซลล์มะเร็ง เนื้องอก ฯลฯ ท่ีไม่สามารถผ่าตัดเอาออกไปได้

ประโยชน์

ซึ่งจากการวิเคราะห์ด้วยวิธีนี้ค่อนข้างรวดเร็วและถูกต้อง สามารถน าไปใช้ประโยชน์ได้หลายกรณี อาทิเช่น ทางการแพทย์ ใช้จ าแนกชนิดของนิ่วในไต นักโบราณคดี ใช้จ าแนกสีเก่าออกจากสีใหม่ ทางเภสัชกรรมใช้วิเคราะห์ส่วนประกอบของยา นอกจากนี้ยังใ ช้ ใ น ง านอุ ต ส าหกร รมหลายอ ย่ า ง เ ช่ น อุ ต ส าหกร รมปู น ซี เ ม น ต์ อุ ต ส า ห ก ร ร ม เ ซ ร า มิ ก ส์ อุ ต ส า ห ก ร ร มโลหะ อุตสาหกรรมสี อุตสาหกรรม เห มืองแ ร่ เป็ นต้ น

ประโยชน์

หลอดรังสีเอ็กซ์

ก าเนิดรังสีเอ็กซ์

การแผ่รังสีเอ็กซ์

การกรองรังสีเอ็กซ์

เครื่อง XRD

หลักการและวิธีวิเคราะห์

วัสดุท่ีเป็นผลึกคือวัสดุท่ีมีการจัดเรียงตัวของอะตอมภายในโครงสร้างอย่างเป็นระเบียบ ซึ่งการจัดเรียงตัวของอะตอมภายในผลึกจะมีลักษณะเป็นระนาบเส้นตรงขนานกัน ซึ่งแต่ละระนาบจะอยู่ห่างกันเป็นระยะ d ดังแสดงในรูปท่ี 1 ซึ่งค่าระยะห่าง d จะมีค่าแตกต่างกันไปขึ้นกับธรรมชาติของผลึก

หลักการและวิธีวิเคราะห์

ขั้นตอนการวิเคราะห์ตัวอย่าง

การเตรียมตัวอย่าง ต้องน าตัวอย่างมาบดให้ละเอียดเป็นผง บรรจุลงในเพลท

ขั้นตอนการวิเคราะห์ตัวอย่าง

น าเข้าเครื่อง Diffractometer ในขั้ น ต อ น นี้ เ ร า ส า ม า ร ถ ท่ี จ ะก าหนดเวลาในการตรวจวัดความเ ข้ ม ข อ ง รั ง สี เ ลี้ ย ว เ บ น จากนั้นจะได้ข้อมูลต าแหน่งมุมท่ีเกิดการเลี้ยวเบนและค่าความเข้มสัมพัทธ์ของเส้นการเลี้ยวเบน

การวิเคราะห์ตัวอย่าง