Рентгеновский спектрометр

Рентгеновский спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР, ::одержащий диспергирующий элемент в виде монокристалла, кристаллографические плоскости которого изогнуты по параболическому цилиндру, и детектор излучения, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности изучения протяженного источника -рентгеновского излучеНИН , в него введен второй монокристалл с кристаллографическими плоскостями , изогнутыми по параболическому цилиндру, фокус и оптическая ось которого совпадает с фокусом и оптической осью первого мЪнокристалла, а на пути первичного потока рентгеновского излучения установлена апертурнаядиафрагма .

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ)УБЛИН

3(59G 01 N 23 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3417801/18-25 (22) 07.04,82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) И.A.Áðûòîâ, E.A,oáoëåíñêèé, Л.Е.Мстибовская и Л.Г.Рабинович (71) Ленинградское. научно-производственное объединение Буревестник (53) 543.422,8 (088,8) (56) 1. Патент ааА Р 2835820, кл. 250-51. 5, опублик, 1958.

2. Патент CltIA Р 3663812, кл. 25049.5> опублик. 1972.

3. Заявка ФРГ Р 2925593, <л. G Ol N 23/223, опублик, 1981. (54)(57) РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР содержащий диспергирующий элемент в

„„SU„„1061014 А виде монокристалла, кристаллографические плоскости которого изогнуты по параболическому цилиндру, и детектор излучения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности изучения протяженного источника рентгеновскогo излуче- ния, в него введен второй монокристалл с кристаллографическими плоскостями, изогнутыми по параболическому цилиндру, фокус и оптическая ось которого совпадает с фокусом и оптической осью первого монокристалла, а на пути первичного потока рентгеновского излучения установлена апертурная диафрагма.

Ю

С5

4ь

1061014

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к конструкции рентгеновских спектрометров, которые могут быть применены для изучения характеристики источников рентгеновского излучения, 5 для диагностики высокотемпературной плазмы, при исследовании быстроменяющихся во времени процессов.

Известен обзорный рентгеновский спектрометр, содержащий апертурное )p устройство, выполненное в виде набора апертурных диафрагм, выпуклый диспергирующий элемент и детектор излучения, выполненный в виде фотопленки или набора иониэационных детекторов (1).

Однако такой спектрометр обеспечивает одновременную регистрацию широкого спектрального диапазона, но формирует сильно расходящийся пучок рентгеновских лу ей с линейной дисперсией, резко возрастающей с увеличением расстояния от поверхности диспергирующего элемента. Это требу-, ет для регистрации всего спектрального диапазона детекторов с больши25 ми входными окнами, и исследование быстропротекающих во времени процессов затруднено, так как существующие детекторы с временным разрешением имеют малое входное окно. Энергети;ческое разрешение спектрометров этого типа определяется размерами источника излучения, собственным разрешением диспергирующего элемента и разрешением детектора, которое ухудша- 35 ется вследствие косого падения излучения на окно детектора. Ширина исследуемого диапазона при использовании данного спектрометра не за. висит от расстояния до источника из- 4р лучения, Известен рентгеновский спектрометр, содержащий апертурную диафрагму, вогнутый дипергирующий элемент и детектор излучения ячеистого типа f2), Недостатком спектрометра является то, что хотя он является обзорным, имеет большую линейную дисперсию, что делает невозможным исследование процесса во времени существующими детекторами с временным разрешением из-за малого окна. Разрешение спектрометра определяется размером источника, используемым диспергирующим элементом и детектором. Различные углы падения излучения на окно детектора ухудшают его энергетическое разрешение. Рентгенооптическая схема прибора обеспечивает одновременную 60 регистрацию широкого спектрального диапазона только в том случае, если источник излучения расположен внутри; круга фокусировки близко к диспергирующему элементу. 65

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рентгеновский спектрометр, содержащий диспергирующий элемент в виде монокристалла, кристаллографические плоскости которого изогнуты по параболическому цилиндру, и детектор излучения 3 ).

Однако такой спектрометр хотя и обе спечив ает формирование параллельного пучка лучей заданной ширины с дисперсией, изменяющейся перпендикулярно направлению излучения, но не позволяет работать с протяженными источниками.

Целью изобретения является обеспечение возможности изучения протяженного источника рентгеновского излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновский спектрометр, содержащий диспергирующий элемент в виде монокристалла, кристаллографические плоскости которого изогнуты по параболическому цилиндру, и детектор излучения, введен второй монокристалл с кристаллографическими плоскостями, изогнутыми по параболическому цилиндру, фокус и оптическая ось которого совпадают с фокусом и оптической осью первого монокристалла, а на пути первичного потока рентгеновского излучения установлена апертурная диафрагма.

На чертеже схематически изображен предлагаемый спектрометр.

Спектрометр содержит апертурную диафрагму 1, диспергирующий эле-, мент 2 и координатно чувствительный детектор 3 с временным разрешением.

Диспергирующий элемент 2 выполнен в виде двух монокристаллов, кристаллографические плоскости 4 которых изог- нуты по параболическим цилиндрам, рабочие поверхности обращены друг к другу, имеют общий фокус F и оптическую ось.

Спектрометр работает следующим. образом.

Первичное излучение от источника, проходя апертурную диафрагму 1, падает на рабочую поверхность диспергирующего элемента и дифрагирует на кристаллографических плоскостях 4 в диапазоне углов Ч„,, — М„„„„ . На окно координатно чувствйтельного детектора 3 падает параллельный пучок лучей с дисперсией, перпендикулярной направлению излучения, Дисперсия вдоль окна детектора определяется следующим выражением: аЛ Gl — - «2 d К1 дм (1 2) 5/2

Зл где — — линейная дисперсия по оси

ЗJ ординат — межплоскостное расстояние кристалла, используемого

1061014

Составитель T,Bëàäèìèðîâà

Техред И.Метелева КорректорВ.Бутяга

Редактор Т, Митейко

Заказ 10030/45 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

113035 Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,. г.ужгород, ул.Проектная, 4 в качестве диспергирующего элемента; а = — . где р — параметр параболы, P у 1

Н а — текущая координата

K = â — коэффициент, определяющий увеличение диспергирующего 5 элемента 2;

Н вЂ” ширина пучка, падающего на диспергирующий элемент;

b — ширина пучка, дифрагированного на диспергирующем эле- 10 менте.

Коэффициент К определяется параметрами P используемых параболических цилиндров и может иметь различ- ные значения. 15

Верхняя граница исследуемого спектра (Л „) определяется минимально возможйым радиусом изгиба кристаллографических плоскостей диспергирующего элемента 2, а нижнЯЯ (щ п ) 0 определяется длиной ветки параболы.

Предлагаемое изобретение реализует такую рентгенооптическую схему спектрометра, в которой на входное окно детектора падает параллельный поток излучения нормальной поверхности окна. Это обеспечивает наилучшие условия регистрации излучения детектором, т.е. обеспечивает минимальную реализацию энергетического и пространственного. разрешения детектора..Следовательно, и энергетическое разрешение спектрометра значительно улучшается..

Выполнение диспергирующего элемента в виде двух ветвей параболического цилиндра с различными параметрами P дает воэможность получать на выходе параллельный пучок лучей заданной ширины, что особенно важно при исследовании быстро протекающих процессов, так как существующие детекторы с временным разрешением имеют малое входное окно. При этом рентгеновский спектрометр обеспечивает необходимую обзорность спектра, независящую от расстояния до источника излучения.