Salute e malattia

Posizione |  | Salute e Malattia >  | Cancro | Radioterapia

Diffrattometria a raggi X (XRD): principi, output e applicazioni

La diffrattometria a raggi X (XRD) è una tecnica non distruttiva fondamentale per determinare la struttura atomica e molecolare di materiali cristallini.

Principio

Quando un fascio di raggi X monocromatico colpisce un cristallo, si diffonde sui piani atomici regolarmente spaziati. Interferenza costruttiva avviene ad angoli specifici (θ) soddisfacendo la Legge di Bragg: nλ = 2d sinθ, dove λ = lunghezza d'onda, d = spaziatura interplanare, n = intero.

Output: Pattern diffrazione

Un rivelatore registra intensità vs angolo diffrazione (2θ). Il pattern risultante di picchi è un'impronta digitale della struttura cristallina:

  • Posizioni picchi (2θ): determinano parametri reticolari e sistema cristallino (cubico, esagonale, ecc.).
  • Intensità picchi: rivelano posizioni atomiche dentro cella unitaria (fattore struttura).
  • Larghezza picchi: indicano dimensione cristalliti (equazione Scherrer) e microdeformazione.

Applicazioni

  • Identificazione fasi (qualitativa/quantitativa) via database (ICDD PDF-4+).
  • Determinazione struttura cristallina (rifinitura Rietveld).
  • Misurazione tensioni residue.
  • Analisi tessitura (orientamento preferenziale).
  • Spessore, densità, epitassia film sottili.
  • Screening polimorfi farmaceutici.

Limitazioni

  • Richiede materiale cristallino (solidi amorfi danno aloni ampi).
  • Penetrazione limitata per campioni molto densi/pesanti.
  • Sensibilità superficie varia con geometria (Bragg-Brentano vs incidenza radente).