Анализатор

Анализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

380172

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от IlllT. 1311;IC I IIiC1 на ¹

М. 1хл. G Oln 23/22

Заявлено 10Х11.1970 (№ 1450984/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.386(088.8) Дата опубликования описания 20.I I I.1974

Авторы изобретения

К. В. Анисович и Н. И. Комяк

Заявитель

А Н АЛ И ЗАТО!

Изобретение относится к аппаратуре рс1гггеновского анализа, в частности к аппаратуре для анализа излучения в узком диапазоне длин волн.

Известна аппаратура для рентгенофлуоресцептного анализа, содержащая излучающий элемент, детектор рентгеновского излучения, приспособленный для измерения излучения лишь от указанного излучающего элемента, и фильтр, помещенный между падающим пучком и излучающим элементом, причем материал излучающего элемента имеет скачок поглощения в более длинноволновой области, чем рабочий скачок поглощения материала фильтра.

Наличие заметной регистрации в нерабочем диапазоне длин волн в такой аппаратуре обусловлено частичным прохождением более коротковолнового (чем рабочий интервал) излучения через фильтр и возбуждением этим излучением флуоресценции вторичного излучателя.

Кроме того, при применении материалов, у которых в качестве рабочего скачка обычно используют К-скачок, невозможно отделить излучение К; анализируемого элемента от К;, предшествующего по атомному номеру (Z) элемента.

Применение жс в качестве материала фильтр 3 13 тери 3 13 c L-cI<3 9Ko3 невыгодно, так как хотя L скачки лежат на шкале длин волн чаще, чем К-скачки и с их помощью можно выделить более узкий интервал длин волн, но малое значение величины L-скачка приво: IIT к малой контрастности выделяемых лшнш.

1je11 изобретения — повьпнение разрешающей cIIocoollocTII устройства.

Это достигается тем, что анализатор выпоlнен по дифференциальной схеме с парным ка10 налом, моделирующим спектральную характеристику основного детектора в нерабочих длинах волн, причем детектор н фильтр в парном канале идентичны соответствующим узлам основного канала, а излучатель изготовлен из

15 рабочего материала фильтра.

Кроме того, если необходимо анализировать содержание элемента в присутствии предшествующего по Z элемента, к материалу фильтра с К-скачком поглощения в рабочем диапазо20 Ile дл1п1 волн может быть добавлен материал с L-скачком поглощения так, что длина волны L-скачка поглощения лежит между скачком пог1оп сния фн.1ь1 р 3 ll J(ска (кох1. поглощения элемента с атомным номером (7)

25 на единицу мсш.ншм, чем атомный номер фильтра, причем материал с L-скачком поглощения расположен по ходу лучей после материала с К-скачком поглощения.

На фиг. 1 н 2 показаны осевые сечения

30 двуY. возможных вариантов анализатор 1; на

380172

15

60 того большую. Кроме того, существенный вклад вносит и флуоресценция самого фильт65 ра 1. Указанные два источника (Cu из пробы фиг. 3 -- график поглощения комбнннроп3II !!ым фнпьтром в соогиeгс!вин с фнг. 1.

В н е н ! 5! я l H c 1> с! ! с! л н 3 а т о р с! c JI ) æ Ð! T ф и л тром 1. Материал фильтра подобран в соответствии с анализируемым элементом таким, чтобы длина волны К-скачка рабочего вещества фильтра (К-фильтр) была короче длины волны характеристического излучения анализируемого элемента. За фильтром 1 расположены излучатели 2 основного канала преимущественно в виде параллельных пластин.

Материал излучателей 2 основного канала подобран таким образом, чтобы его характеристическое излучение находилось в более длинноволновой области, чем характеристическое излучение анализируемого элемента.

Толщина излучателей выбирается такой, чтобы где Ь вЂ” суммарная толщина излучателей;

q; — угол падения излучения»а вторичный излучатель; т — линейный коэффициент поглощения анализируемого излучения в излучателе.

Это равенство определяет толщину излучателя, исходя из требования наимепьшей эффективности в области дичин волн вне рабочей области.

Простое уменьшение суммарной толщины излучателей нецелесообразно, так как при этом происходит снижение светосилы детектораа.

Оптимальное требование

b-. =3, à tgз 3.

При этом почти в е излучение в области

i.!().(Õ (где 4 и Х, — границы рабочей области) поглощается излучателем с выходом в виде флуоресцентного излучения.

Сближение излучателей приводит к улучшению спектральной характеристики детектора за счет уменьшения углов отбора.

При увеличении расстояния между излучателями увеличивается угол отбора и соответственно светосила, но ухудшается спектральная характеристика.

В зависимости от стоящей задачи может быть использована как одна, так и другая возможность.

Излучатели 2 основного канала окружены преимущественно аксиально-сим метричной конструкцией детектора 3 основного канала.

Наиболее технологичной представляется конструкция с квадратным в плане сечением, хотя существо изобретения не меняется и нрп выполнении детектора в форме кругового цилиндра, гексагональным и т. п.

Форма детектора основного канала может быть не только прямым цилиндром (призмой), как показано на фиг. 1, по и усеченным конусом (пирамидой) и т. и.

Напбопее пров!ым дегек!ором явпяется де-! ектор типа Гейгера.

Непосредственно за ocíoç!!ûì каналом следует иногда не имеющий с ним физической границы парный канал. Его фильтром служит общий с основным каналом фильтр 1, а излучателем 4 — пластина, преимущественно параллельная излучателям 2 основного канала, выполненная из материала фильтра 1.

Детектор 5 парного канала выполнен предпочтительно в виде усеченной пирамиды, внутренняя поверхность которой обращена к излуч ател ю 4.

Параметры детекторов основного и парного канала идентичны, а их выходы включены навстречу друг другу так, что на оконечное регистрирующее устройство попадает лишь разностный сигнал.

Внутренний объем основного канала 6 и парного канала 7 для уменьшения фонового излучения за счет рассеяния на материале заполняющей среды заполнен газом более легким, чем воздух. Для исключения возможности прямого попадания анализируемого излучения, а также флуоресценции фильтра 1 в приемные окна детектора 3 и 5 «а пути лучей установлены коллиматоры 8.

Возможно и другое конструктивное выполнение анализатора (фиг. 2).

Основным отличием его от варианта устройства, представленного на фиг. 1, является не последовательное расположение объемов основного и парного каналов, а параллельное расположение перемещающихся объемов, в которых излучатели обращены к детекторам своего канала и экранированы от чужого.

Работу такого анализатора можно пояснить на примере анализа Zn (Z=30) в медно-цинковых геологических пробах на фоне соседнего мешающего элемента Сц (Z=29).

Пробу возбуждают сторонним источником первичного излучения, например рентгеновской трубкой.

Анализатор размещают»а пути флуоресцентного рентгеновского излучения, содержащего характеристическое излучение как искомого цинка, так и мешающей меди, а также и когерентно и пекогерентно рассеянное первичное излучение источника.

Такая смесь излучения, попадая на фильтр

1, изготовленный в качестве рабочего элемента из меди, ослабляется фильтром, причем вблизи дпины волны К-скачка мед и излучение, более коротковолновое, чем длина волны

К-скачка меди, ослабляется примерно в 8 раз сильнее, чем излучение более длинноволновое.

Однако в эту область помимо используемой для анализа К,-линии цинка попадает и К-;, линия Си, которая, хотя и слабее приблизи тельно в 10 раз, чем К,-линия, но при равных содержаниях Zn и Си дает примерно 10 О/Оную погрешность, а при преобладании Сц и и Сп фильтра 1) номе компенсир,ют ввсд— нием второго слоя (L-фильтра) фильтра 1 с

L -скачком, в нашем случае изготовленного на основе рабочего элемента гольмия (Но).

Все изложенное применимо ко многим элементам, при этом определение, например, калия является особо благоприятным, так как н этом случае в качестве излучателя используется газ — аргон, заполняющий объем первичного канала, физически отделенный тонкой органической пленкой от внутреннего объема парного канала.

Предмет изобретения

1. Анализатор, содержащий излучающий элемент, детектор рентгеновских лучей, приспособленный для измерения излучения лишь от указанного излучающего элемента, и фильтр, помещенный перед излучателем, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, он выполнен по дифференциальной схеме с парным каналом, кn t о1 ом;1е1 "к! 011 н фи, IbTp идентичны сооТ к Iствующнм узлам основного канала, а излучатель выполнен из рабочего материала фи.дыра.

2. Анализатор Ito и. 1, orличаюи1ийс» тем, гго к материалу фильтра с К-скачком поглощения в рабочем диапазоне длин волн добавлен материал с L-скачком поглощения в рабочем диапазоне длин волн, так что на шка10 ле длин волн L-скачок лежит между К-скачком фильтра и К-скачком элемента с атомным номером на единицу меньшим, чем атомный номер фильтра, причем материал с

L-скачком расположен по ходу лучей после

ls материала с К-скачком.

3. Анализатор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что в качестве излучателя использован газ, заполняющий объем основного канала.

4. Анализатор по пп. 1, 2, отличаюи1ийся

20 тем, что излучатели основного канала выполнены в виде подслоев, ITapaëëåëüных друг другу.

Фиг, 3

Корректоры; А. Дзесова и Е. Зимина

Редактор Л. Герннк

Заказ 605/5 Изд. № 154 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

/(озррас аенл псгпащ ения

Составитель И. Петрова

Техред E. Борисова