변칙 X선 산란

변칙 X선 산란(AXRS 또는 XRAS)은 X선 회절 내 비파괴 결정 기법으로, 시료 구성 요소 중 하나의 흡수 에지 부근에 있는 파장을 선택할 때 발생하는 변칙 분산을 이용한다.나노미터 크기의 구조 차이를 연구하기 위해 재료 연구에 사용된다.

원자 산란계수

X선 회절에서 원자에 대한 산란계수 f는 원자가 보유한 전자 수에 대략 비례한다.그러나 원자가 방사선을 강하게 흡수하는 파장에 근접한 파장의 경우 산란 계수는 변칙적인 분산으로 인해 변화를 겪는다.분산은 인자의 크기에 영향을 줄 뿐만 아니라 광자의 탄성 충돌에 위상 변화를 준다.따라서 산란 계수는 복잡한 숫자로^[1] 가장 잘 설명될 수 있다.

f= f_o + Δf' + i.Δf"

대비 변동

X선 산란이라는 변칙적인 측면은 싱크로트론 방사선의 이용가능성 때문에 과학계에서 상당한 관심이 집중되고 있다.제한된 고정 파장에서 작동하는 데스크톱 X선 선원과 대조적으로 싱크로트론 방사선은 전자를 가속시키고 그 경로에서 전자를 "위그글"하기 위해 언듈레이터(주기적으로 배치된 쌍극자석의 장치)를 사용하여 X선의 원하는 파장을 생성한다.이를 통해 과학자들은 파장을 변화시킬 수 있으며, 이는 다시 조사 중인 표본의 특정 원소에 대한 산란계수를 변화시킬 수 있게 한다.따라서 특정 요소를 강조할 수 있다.이것은 대조 변화라고 알려져 있다.이러한 효과 외에도 변칙적인 산란은 원자 주위의 전자 구름의 극성으로부터의 일탈에 더 민감하다.이것은 원자의 외피에 변화를 수반하는 공명 효과로 이어질 수 있다: 공명 변칙적인 X선 산란.

단백질 결정학

단백질 결정학에서 변칙적인 산란은 강한 X선 흡광도로 인해 결정의 나머지 원자들로부터 고유한 X선 확산 국면의 변화를 말한다.^[2]개별 원자가 흡수하는 에너지의 양은 원자 수에 따라 달라진다.탄소, 질소, 산소 같은 단백질에서 비교적 가벼운 원자는 X선 결정학에 사용되는 정상적인 X선 파장에서 비정상적인 산란에는 기여하지 않는다.^[3]그러므로 변칙적인 산란을 관찰하기 위해서는 무거운 원자가 단백질에 자생하거나 무거운 원자 파생물이 만들어져야 한다.또한 X선의 파장은 무거운 원자의 흡수 에지에 가까워야 한다.

변칙적 분산

• 다파장 이상분산(MAD)
• 단일 파장 변칙 분산(SAD)

참조