Многоканальный бездифракционный анализатор рентгеновского излучения

Многоканальный бездифракционный анализатор рентгеновского излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ БЕЗДИФРАКЦИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий источникрентгеновского излучения, держатель образца , аналитические каналы, расположенные симметрично относительно оптической оси ангшизатора и включающие каждый последовательно расположенные по ходу вторичного рентгеновского излучения фильтр, коллиматор, вторичный излучатель и детектор рентгеновского излучения с прямоугольными окнами и толщиной чувствительной области h, отличающийся тем, что с целью повышения светосилы при одновременном упрощении конструкции анализатора,.коллиматор выполнен в виде призмы с трапецеидальными основаниями , параллельные боковые грани которой образованы меньшая - 4мльтром , большая - вторичным излучателем, детектор каждого канала образован парой пропорционгшьных счетчиков, расположенных друг от друга на расстоянии h, входными окнами параллельно друг другу и прилегаюпшми к втрричному излучателю по его длине, при этом выходное окно источника рентге- g : 5 новского излучения диаметром d рас ь положено от держателя образца на рас заключенном в пределах стоянии 1 . h, 4, d. расстояние от оптичес 2 кой оси анализатора до детекторов R

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (21) 3602476/18-25 (22) 08.06.83 (46) 30.08.84. Бюл. В 32 (72) К.В.Анисович и Ю.И.Орехов (71) Ленинградское научно-производственное объединение Буревестник (53) 621.386(088.8) (56) 1. Анисович К.В., Комяк Н.И.

Узкополосный де;ектор рентгеновского излучения. ПТЭ, 9 2, 1975, с. 216218.

2. Многоканальный портативный рентгеновский квантометр КРАБ-2.

Проспект, В/О Техснабэкспорт . М., 1978 (прототип) . (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫИ БЕЗДИФРАКЦИОННЫИ АНАЛИЗАТОР РЕНТГЕНОВСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца, аналитические каналы, расположенные симметрично относительно оптической оси анализатора и включающие каждый последовательно расположенные по ходу вторичного рентгеновского излучения фильтр, коллиматор, вторичный излучатель и детектор рентге„„SU„„111080 А

1(5Н G 01 N 23/223; G 01 T 1/36 ковского излучения с прямоугольными окнами и толщиной чувствительной области h отличающийся тем, что с целью повышения светосилы при одновременном упрощении конструкции анализатора, . коллиматор выполнен в виде призмы с трапецеидальными oqнованнями, параллельные боковые грани которой образованы меньшая — фильтром, большая — вторичным излучателем, детектор каждого канала образован парой пропорциональных счетчиков, расположенных друг от друга на расстоянии h, входными окнами параллельно друг другу и прилегающими к втрричному излучателю по его длине, при этом выходное окно источника рентге- O новского излучения диаметром d расположено от держателя образца на рас стоянии h„, заключенном в пределах

6 h Ä < d расстояние оТ кой оси анализатора до детекторов

R = (3-5) h, а длина Ь вторичного излучателя составляет (О, 7-1,0) 2хВ/h, где n — число аналитических каналов.

1111080

Изобретение относится к рентгеноспектральным приборам, предназначенным для. количественного анализа веществ и, в частности, к многоканальным. бездифракционным рентгеновским анализаторам. 5

Известны многоканальные бездифракционные рентгеновские анализаторы, содержащие источник рентгеновского излучения, держатель с образцом и аналитические каналы, выполненные f0 по схеме узкополосного детектора . П

Недостатком таких анализаторов является относительная малоканальность, т.е ° максимальное число одновременно анализируемых элементов, мало, не более 4-х.

Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является многоканальный бездифракционный ана,лизатор рентгеновского излучения, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель с образцом, аналитические каналы, расположенные симметрично относительно оптической оси анализатора н включающие каж- дый последовательно расположенные по ходу вторичных рентгеновских лучей коллиматор с прямоугольными основаниями, образованными фильтром и вторичным излучателем, и детек.тор рентгеновского излучения с пря- 30 моугольными окнами и толщиной чувствительной области h = 1/ р, где р оптическая плотность газа детектора, а у - коэфФициент линейного поглощения для среднего значения энер- З5 гии регистрируемого излучения (23.

Недостатки данного анализатора заключаются в невысокой светосиле и сложности конструкции аналитического канала.

Цель изобретения - увеличение светосилы анализатора при одновременном упрощении его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в многоканальном бездифракцион- 45 ном .анализаторе рентгеновского излучения, содержащем источник рентгеновского излучения, держатель образЦа, аналитические каналы,. Расположенные -симметрично относительно 5О оптической оси анализатора и включающие каждый последовательно расположенные по ходу вторичного рентгеновского излучения фильтр, коллиматор, вторичный излучатель и детектор рентгеновского излучения с прямоугольными окнами и толщиной чувствительной области h,коллиматор выполнен в. виде призмы с трапецеидальными основаниями, параллельные боковые грани которой образованы меньшая— фильтром, большая — вторичным излучателем, детектор каждого канала образован парой пропорциональных счетчиков, расположенных друг от друга на расстоянии h, входными окнами па- 65

Раллельно друг другу. н прилегающими к втоРичному излучателю по его длине, при этом выходное окно источника рентгеновского излучения. диаметром

d расположено от держателя образца на расстоянии Ь„, заключенном в nped делах 2 «(Ь .а. d, расстояние от оптической оси анализатора до детекторов R = (3-5)h, а длина L вторичного излучателя составляет (0,7-1,0)2aR/и где n — - число каналов.

На фиг. 1 схематично изображен один из возможных вариантов выполнения анализатора; на фиг. 2 — конструкция аналитического канала, разрез на фиг. 3 и 4 --вариант выбора расстояния R прн оптимальных углах.отбора флюоресценции <у) и ы для получения максимальной светосйлы анализатора.

Анализатор работает следующим образом.

Многоканальный анализатор (фиг. 1 и 2) содержит рентгеновскую трубку 1 с торцовым выходом, держатель образца с образцом 2, аналитические каналы, расположенные симметрично относительно оптической оси анализатора под углом отбора флюоресценции от образца о . Каждый аналитический канал включает последовательно расположенные по ходу вторичного рентгеновского .излучения коллиматор 3, фильтр 4, вторичный излучатель 5 и детектор. При этом коллиматор выполнен в виде призмы высотой в с трапецеидальными основаниями, а ее параллельные боковые грани образованы мень. шая - фильтром, а большая — вторичным излучателем.

Детектор рентгеновского излучения в каждом канале образован парой пропорциональных счетчиков б и 7; толщина чувствительной области которых

h = 1ф », где р - плотность газа счетчиков, а у, — коэффициент линейного поглощения для среднего значения энергии регистрируемого излучения.

Счетчики расположены друг от друга на расстоянии в = h входными окнами параллельно друг другу и прилегающими па вторичному излучателю 5, дли-. на которого Ь находктся в интервале (0 7-1,0) 2sR/пс где n — число аналитических каналов, à R — расстояние от оптической оси анализатора до детекторов, которое выбрано равным (3-5) h, При этих условиях обеспечивается максимальная светосила анализатора ., равная или .

М„й; = ) + где М вЂ” телесный угол отбора флюоресценции рентгеновской трубки1

1111080

Б*-,,ц ЙФЬР <ФИ...1, 4,:>!О.

1 где S .Фцц ®л ®z, при этом

Однако при очень близком расположении трубки и образца (ближе 4) про- 25 исходит сильное затенение апертуры детектора, поэтому это расстояние целесообразно несколько увеличить, но

he более, чем до d, т.е., и h» d.

Экспериментально получают, что для 30

Й

6 Й угОл От бОра флюОресценции образца;е находится в пределах 45»

60». При таком угле. отбор а флюоресценции обеспечивается оптимальная 35 освещенность .рентгеновским потоком определенного участка образца m 4h и связанный с этим участком отбор фяюоресценции образца под угломер =-у вЂ

Ct коллиматора, высота b которого равня-4p .ется h.

Предложенный многоканальный анализатор (фиг. 1 и 2) работает следующим образом.

Первичное излучение рентгеновской трубки 1, попадая -на образец 2, закрепленный в держателе образца, возбуждает флюоресцентное характеристическое рентгеновское излучение образца и проходит через коллиматор 3, на входе которого расположен рентгеновс-.5Р .кий фильтр 4, а на выходе — вторичный.излучатель 5. Характеристическое

Ф, — теневой угол отбора образца в сторону рентгеновской трубки р и - угол отбора флюоресценции образца каждым вторичным излучателем; угол отбора флюоресценции вторичного излучателя детекторому и $< - площадь освещенной эоны образца и выходного окна труб.ки соответственно.

Р1, У dz леа» g 4У рентгеновское излучение образца, проходя через фильтр 4, изготовленный из материала с атомным номером Z 1, где Z - атомный номер материала анода рентгеновской трубки, возбуждает

5 вторичный излучатель 5, изготовленный из материала. с атомным номером

Z-2. Регистрация флюоресцентного рентгеновского излучения осуществляется в узкой полосе энергией, заключенной между краями поглощения фильтра и вторичного излучателя, парой пропорциональных гаэонаполненных счетчиков 6 и 7, С целью упрощения конструкции анализатора детектор каждого канала образован парой пропорциональных счетчиков, охватывающих вторичный излучатель по его длине, равной (0,71,0)2 zR/и. При этом эффективность канала предложенной конструкции увеличивается по сравнению с прототипом в 2 раза, так как в предложенном устройстве детектор отбирает излучение от вторичного излучателя, площадь которого увеличилась почти в 3 раза за счет зон, занимаемых ранее телом детектора.- Конструкция коллиматора и размер вторичного излучателя обеспечивает максимальный угол отбора флюоресценции в горизонтальной плоскости расходимости рентгеновского пучка и ограничивает пучок в вертикальной плоскости. В таком коллиматоре коллимирующую роль выполняют верхние и нижние стенки (основания), определяющие вертикальную расходимость, а боковые грани, определяющие .горизонтальную расходимость, предохраняют соседние каналы от попадания излучения. Это позволяет использовать весь полезный угол горизонтальной расходимости.

Таким образом, предложенная рентгено-оптическая схема многоканального бездифракционного рентгеновского анализатора позволяет увеличить светосилу анапизатора в 2 раза. Путем упрощения конструкции каждого аналитического канала можно увеличить число одновременно анализируе»ых элементов по сравнению с прототипом-анализагором КРАБ-2 при сохранении массы и

1 абаритов, а также упростить конструкцию аппарата в целом.

1111080 фиг. 5

Составитель A.Bàéãà÷åâ

Редактор М.Келемеш Техред Т.дубинчак Корректор В.Синицкая

Заказ 6302/35 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4