Портативный многоканальный анализатор рентгеновского излучения

Портативный многоканальный анализатор рентгеновского излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социапистичвсиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ (61) Дояолнительное к авт. санд-ау(22) Заявлено 28. 12.79 (21) 2853823/18-25 с.присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 01.10.81 (51)M. Кл.

Я 01Н 23/22

1Ьеударствснный квинтет

СССР

h0 делан нзебретеннй н открытки (53) УДК 621. .386(088.8) 1

К. В. Анисович, Н. И. Комяк и Ю. И. Орехов ),,А," .,;;r.

1" -" г» В) Х

ЬМ. (,." :.:,,i (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПОРТАТИВНЫЙ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

РЕНТГЕН ОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к рентгеноспектральным аппаратам количественного состава вещества, в частности к многоканальным бескристальным рентгеноспектральным анализаторам.

Известен многоканальный бескристальный рентгеновский анализагор, содержащий источник рентгеновского излучения, держа тель образца, селективные дифференциальные фильтры и детектор рентгеновского излучения Г1 .

Недостатком этого анализатора является низкая избирательность и чувствительность, обусловленные высоким значением фонового рентгеновского излучения, а так1j же большая статическая погрешность, связанная с необходимостью проведения двух отсчетов с последующим вычитанием.

Наиболее близким к предлагаемому являе ся многоканальный анализатор рентге20 новского излучения, содержащий- возбуждающий источник рентгеновского излучения с выходным окном, держатель образца, параллельный выходному окну, распопожен2 ные симметрично вокруг возбуждающего источника рентгеновского излучения и держателя образца, аналитические .каналы в виде последовательно расположенных по пути флуоресцентного излучения образца рентгеновских фильтров и вторичных излучателей с пропорциональными гаэовымн де- текторами рентгеновского излучения j2).

Недостатком этого анализатора является большие массо- .абаритные показатели, обусловленные конструкцией узкополосного детектора. В указанной конструкции приемное окно детектора расположено параллельно оси анализируемого пуска рентгеновского излучения,что вызывает необходимость использования специального коплиматора, препятствующего попаданию рентгеновского излучения непосредственно в окно детектора. Наличие коллиматора увеличивает расстояние от центра пробы до приемного окна детектора, увеличивает габариты детектора и не позволяет создать портативный многоканальный анализатор.

859891

Цель изобретения — уменьшение габаритов и упрощение конструкции при сохранении светосилы.

Укаэанная цель достигается тем, что в портативном многоканальном анализаторе рентгеновского излучения, содержащем возбуждающий источник рентгеновского излучения с выходным окном, держатель образца, параллельный выходному. окну,. расположенные симметрично вокруг воз буждающего источника рентгеновского излучения и держателя образца аналитические каналы в виде последовательно расположенных по пути флуоресцентного излучения образца рентгеновских фильтров и вторичных излучателей с пропорциональными газовыми детекторами рентгеновского излучения с приемными окнами, держатель образца, каждый вторичный излучатель и приемные окна детекторов расположены параллельно друг другу, высота чувствительного объема детектора h заключена в интервале or 0,3,ир до 1,ир (где,ср — оптическая плотность газа детектора для коротковолновой границы ана» лизируемого диапазона длин волн), расстояние or вторичных излучателей до приемных окон детекторов-заипочено в интервале 0,3 И до 0,6 И, край каждого детектора расположен относительно оптической оси возбуждающего источника рентгеновского излучения на расстоянии от 1 до 2п.

На фиг. 1 изображен один иэ возвожных вариантов выполнения портативного многоканального анализатора рентгеновского излучения; на фиг. 2 - анализатор, вид сверху; на фиг. 3 и 4 - экспериментальные зависимости светосилы от расстояний.

Многоканальный рентгеновский анализатор (фиг. 1 и 2) содержит рентгеновскую трубку 1 прострельного типа с выходным окном и держатель 2 образца параллельной выходному окну, установленные друг

or друга на расстоянии h фильтры 3, рас» положенные под углом к пучку рентгеновских лучей, исходящему от образца, вторичные излучатели 4, каждый из которых расположен от соответствующего детек.тора 5 рентгеновского излучения на расстоянии щ,не меньше трети толщины детектора h, r.е. rn>9 /Ь, причем детекторы установлены аксиально относительно оптической оси рентгеновской трубки на расстоянии w, лежащем в пределах ог 5 до 2Ь .. Каждый фильтр установлен на высоте or держателя образца на расстоя нии, большем и и меньшем % . держатель образца и рентгеновская трубка установлены друг от друга на расстоянии м, не превышающем высоты детектора И, т.е. щс

Держатель образца, каждый вторичный излучатель и приемное окно каждого детектора расиопожены параллельно по отношению друг к другу.

MHoFoKGHGJIbHbIA анализагop рентгеновского излучения работает следующим образом.

10 Первичное излучение рентгеновской трубки 1, падая на образец, закрепленный в держателе образца 2, возбуждает вторичное флуоресцентное характеристическое излучение, которое проходит через фильт=

ts ры 3 и попадает на вторичные излучатели

4, после отражения от которых регистри-. руется соответствующими детекторами рентгеновского излучения 5. Приемное окно детектора 5 параллельно держателю образца с образцом 2. Это приводит к гому, что прямой пучок рентгеновского излучения от образца не попадает на приемное окно при отсутствии коппимагора, также не попадает на приемное окно детектоzs ра флуоресцентное излучение фильтра 3. С целью уменьшения габаритов анализа при сохранении его светосилы величина 5 задается в интервале ог 0,3/,и до 1-/ У (где р.9 - оптическая плотность газа в

30 . детекторе); При этом эффективность детектора дпя коротковолновой области анализируемого диапазона длин волн составляет величину от 30 до 60, т.е. вполне достаточную для сохранения светосилы анализатора и 100 дпя более длинноволновой области спектра.

С целью уменьшения габаритов край каждого детектора находится ог оптической оси возбуждающего источника рентгеновского излучения на расстоянии от Ъ до 2Ф

При уменьшении расстояния происходит

"затемнение потока фпуоресценции образца краем детектора, при увеличении расстояния " 7 2 Ь происходит уменьшение угла отбора фпуоресценции излучателя детектором. Это илпюсгрируегся графиком (фиг. 3), на котором представлена экспериментальная зависимость светосилы от расстояния.

Йля уменьшения габаритов вьп одно из50 лучагель 4 максимально приблизить к приемному окну детектора, однако как показывает экспериментальный резупьтаг (фиг. 4), такое приближение не приводит к повышению светосилы. Из графика (фиг. 4) видно, что оптимальное расстояние or вторичного излучателя до приемного окна детектора составляет величину

or 0,3 — О,бй

8598

Таким образом, предлагаемая рентгено-оптическая схема многоканального анализатора, выраженная в конструктивном . расположении элементов, позволяет уменьшить-массо-габаритные показатели в 30 раз, в сравнении с известным квантомегром КРАБ-2 при сохранении светосилы.

Предлагаемый годовой экономический эффект ог реализации изобретения в конкретной модели многоканального анализа- 1о тора рентгеновского излучения может составить 100 тыс.руб. в год на один прибор.

Форм ул а изобретения

Портативный многоканальный анализатор рентгеновского излучения, содержащий возбуждающий источник рентгеновского излучения с выходным окном, держатель образца, параллельный выходному окну, расположенные симметрично вокруг возбуждаюшего источника рентгеновского излучения и держателя образца аналитические каналы в виде последовательно расположенных по пути флуоресцентного излучения образца рентгеновских фильтров и вторичных излучателей с пропорпиональ 1 6 ными газовыми детекторами рентгеновско . го излучения, с приемными окнами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрошения конструкции при сохранении светосилы, держатель образца, каждый вторичный излучатель и приемные окна детекторов расположены параллельно друг другу, высота чувствительного объема детектора и заключена в интервале от 0,3/ g до 1 и/ (где ,и. - оптическая плотность газа в детекторе для коротковолновой границы ана лизируемого диапазона длин волн), расстояние от вторичных излучателей до приемных окон детекторов заключено в интервале О,ЗИ до 0,6И, край каждого детектора расположен относительно оптической оси воэбуждаюшего источника рентгеновского излучения иа расстоянии от И до 2 п .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рентгеновский анализатор тица

РМА-1. Проспект фирмы ТейВЕС, Англия, 1978.

2. Рентгеновский квантометр КРАБ-2.

Проспект В/О Техснабэкспорт", М., 1&78 (прототип).

1 t Э 9 Х p/h (((= У((/(() Р 3 9 5 Ьп

f -y(1m) Составитель Т; Владимирова

Редактор Ю. Середа Техред М. Голинка Корректор Л. Иван

Заказ 7536/65 Тираж 907 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