PIGE

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PIGE (englisch: particle-induced gamma emission; partikelinduzierte Gamma-Emission) ist eine Methode der Ionenstrahlanalytik. Es handelt sich um eine Form der Kernreaktionsanalyse, die zu den Dünnschicht-Analysetechniken mit Ionenstrahlen gehört.

Funktionsweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Regel wird ein MeV-Protonenstrahl auf eine Probe gerichtet, die einige Dutzend Mikrometer dick sein kann, und die schnellen Protonen können die Targetkerne so anregen, dass Gammastrahlen emittiert werden. Diese können zur Charakterisierung der Probe verwendet werden. Zum Beispiel ist Natrium in Glas von großer Bedeutung, aber es kann schwierig sein, es zerstörungsfrei zu messen: Röntgenfluoreszenz (XRF) und partikelinduzierte Röntgenemission (PIXE) sind aufgrund der niedrigen Energie (und des daraus resultierenden hohen Absorptionskoeffizienten) der Na-K-Röntgenstrahlen (1,05 keV) nur für die Oberfläche der Probe empfindlich. Die 23Na(p,p'γ)23Na-Reaktion hat jedoch einen hohen und relativ gut bekannten Wirkungsquerschnitt (siehe die IAEA-Website "IBANDL"[1]) und wird daher häufig zur Bestimmung des Natriumgehalts von Gläsern verwendet, da die Gamma-Energie (440 keV) so hoch ist, dass praktisch keine Absorption stattfindet. Die IAEA hat die Entwicklung einer Datenbank von PIGE-Querschnitten gefördert.[2]

Mittels PIGE (wie auch mittels PIXE) können nicht-destruktiv Gemälde untersucht werden.[3]

PIGE wird auch zum Nachweis von Gesamtfluor als Screening-Instrument für per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) eingesetzt.[4][5][6]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. ↑ IBANDL. Abgerufen am 1. April 2023.
  2. ↑ P. Dimitriou, H.-W. Becker, I. Bogdanović-Radović, M. Chiari, A. Goncharov, A.P. Jesus, O. Kakuee, A.Z. Kiss, A. Lagoyannis, J. Räisänen, D. Strivay, A. Zucchiatti: Development of a Reference Database for Particle-Induced Gamma-ray Emission spectroscopy. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. Band 371, März 2016, S. 33–36, doi:10.1016/j.nimb.2015.09.052.
  3. ↑ T. Tuurnala, A. Hautojärvi, Kirsti Harva, A. Hautojarvi: Nondestructive Analysis of Paintings by Pixe and Pige. In: Studies in Conservation. Band 30, Nr. 2, Mai 1985, S. 93, doi:10.2307/1506093.
  4. ↑ Evelyn E. Ritter, Margaret E. Dickinson, John P. Harron, David M. Lunderberg, Paul A. DeYoung, Alix E. Robel, Jennifer A. Field, Graham F. Peaslee: PIGE as a screening tool for Per- and polyfluorinated substances in papers and textiles. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. Band 407, September 2017, S. 47–54, doi:10.1016/j.nimb.2017.05.052.
  5. ↑ Meghanne Tighe, Yukun Jin, Heather D. Whitehead, Kathleen Hayes, Marya Lieberman, Meeta Pannu, Megan H. Plumlee, Graham F. Peaslee: Screening for Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Water with Particle Induced Gamma-Ray Emission Spectroscopy. In: ACS ES&T Water. Band 1, Nr. 12, 10. Dezember 2021, S. 2477–2484, doi:10.1021/acsestwater.1c00215.
  6. ↑ Andrea K. Tokranov, Nicole Nishizawa, Carlo Alberto Amadei, Jenny E. Zenobio, Heidi M. Pickard, Joseph G. Allen, Chad D. Vecitis, Elsie M. Sunderland: How Do We Measure Poly- and Perfluoroalkyl Substances (PFASs) at the Surface of Consumer Products? In: Environmental Science & Technology Letters. Band 6, Nr. 1, 8. Januar 2019, S. 38–43, doi:10.1021/acs.estlett.8b00600, PMID 33283017, PMC 7713715 (freier Volltext).
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