Флуоресцентный рентгеновский спектрометр

Флуоресцентный рентгеновский спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советсиик

Социалистически к

Республик ()974230 (61) Дополнительное к авт. свид-ву p -614367 (22) заивлено 29. 01, 79 (21) 2711301/18-25 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет

Опубликовано 15,11.82, Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15, 11, 82 (5i)M. Кл.

G 01 М 23/223

3ЬсударетиаииыИ кемитит

СССР

А0 двлам изобретений н открытий (53) УДК 543,53 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К,В.Анисович, Н,И,Комяк и З.К.Менбаев (71) Заявитель

Ленинградское научно-производственное объ

"Буревестник" (54) ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ

СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к рентгено= спектральным приборам для исследования элементного состава вещества.

Флуоресцентный рентгеновский спектрометр по авт. св. У 614367 содер5 жит рентгеновскую трубку, держатель пробы, фокусирующий кристалл-монохроматор и детектор рентгеновского излучения, причем расстояние от поверхности пробы до фокусного пятна рентгеновской трубки не превышает четверти высоты кристалла-анализатора, а расстояние до фокусирующей ок" ружности не превышает четверти произведения диаметра фокусирующей окружности на отношение высоты кристалла-анализатора к его длине (1 1.

Описанный спектрометр не является, вакуумным, что не позволяет произ- 20 водить анализ на легкие элементы иээа сильного поглощения мягкого рентгеновского излучения в воздухе. Если же элементы спектрометра установить в вакуумной камере, та габариты спектрометра значительно увеличатся.

Цель изобретения — расширение аналитических возможностей и умень" шение габаритов спектрометра.

Поставленная цель достигается тем, что во флуоресцентном рентгенов", ском спектрометре по авт, св. 1 614367 кристалл-анализатор и детектор уста новлены в вакуумной, камере, а источ" ник рентгеновского излучения и держатель пробы - вне вакуумной камеры, в которой выполнено щелевое окно для входа рентгеновского излучения, расположенное на фокусирующей окружности спектрометра, причем держатель пробы установлен таким образом, что расстояние между плоскостью фиксации пробы в держателе и щелевым окном не превышает 10 8 сГ8, где Dдиаметр фокусирующей окружности, а d e - мозаичность кристалла-анэлиэатора.

Заметное поглощение излучения наиболее легкого s рассматриваемом диапазоне элемента (йа) в воздухе на" ступает при 1 10сЮ п1п С другой стороны, при удалении образца от входного окна происходит частичная компенсация потери излучения за счет сбора излучения с большей площади образца.

Подобная компенсация для Na целесообразна для расстояний 1=1ФОУещ1„, т,е, во всяком случае при выполнении условия 1 х 10 Од 8, что и определяет выбор этой величины в качестве граничной.

3 97423

При этом щелевое окно расположено в вершине конусообразного прилива, выполненного в вакуумной камере, причем угловой раствор конуса равен угловой апертуре кристалла-анализатора.

На чертеже представлен один из вариантов выполнения флуоресцентного рентгеновского спектраметра в соответствии с изобретением.

Спектрометр содержит вакуумный 30 корпус 1 с конусообразным приливом

2, угловой раствор которого соответствует апертуре кристалл-анализатора 3, установленного внутри корпуса на фокусирующей окружности 4. Там ts же установлен и детектор рентгеновского излучения 5 с приводом совместного перемещения с кристалл-анализатором (не показан), В вершине конусообразного прили- 20 ва 2, расположенной на фокусирующей окружности 4 выполнено щелевое вакуумноплотное окно 6 (органическая пленка, бериллий) для входа флуоресцентного излучения образца 7, установ-gg ленного в держателе образца 8, Держатель образца 8 и источник рентгеновского излучения 9, выполненный, например, в виде рентгеновской трубки с прострельным анодом, установлены вне вакуумного корпуса 1 спектрометра.

При этом рентгеновская трубка 9 может быть установлена по отношению к держателю образца 8 так, чтобы удельная освещенность рабочей зоны образ35 ца составляла не менее 15 2 эрг/сек см,;, Вт, где Е - атомный номер материала анода рентгеновской трубки, а сам держатель образца 8 установлен так, что рабочая поверхность образца 7 па40 раллельна образующей входно ; —.а окна б и находится от него на расстоянии

1, определяемом выражением 1 «<.1О Оо"8>

2 где D - диаметр фокусирующей окружности а o 8 - мозаичность кристаллаВ

4% анализатора, Спектрометр работает следующим образом.

Первичное излучение рентгеновской трубки 9 прострельного типа освещает образец 7, в котором возбуждается вторичное флуоресцентное рентгеновское-излучение, Флуоресцентное излучение проходит через входное окно

6, расположенное на фокусирующей окружности и являющееся, таким образом, одновременно входной щелью спектрометра, отражается от кристалла анализатора 3 и регистрируется детекто-

0 4 ром рентгеновского излучения 5, фокусируясь на его приемной щели.

Возбужденная в пробе флуоресценция, особенно, ее длинно-волновая часть, соответствующая характеристическому излучение элементов от нат рия до титана, эффективно поглощается в воздухе, поэтому пробу целесообразно максимально приблизить к входному окну вакуумного объема.

Однако, конструктивно этому мешают как конфигурация окна (соотаетствуюшзя сечению лучей в виде прямоугольника), так и необходимость близкого расположения к образцу рентгеновской трубки для обеспечения достаточной освещенности рабочей зоны.

Наименьшее сечение лучей имеет место на фокусирующей окружности.

При этом минимальная ширина сечения определяется из условия дифракции на кристалле и равна величине

Dd 8, где О - диаметр фокусирующей окружности, а o ы - мозаичность кристалла-анализатора. Для обычно используемых кристаллов (<И= 10 ) и диаметров фокусирующих окружностей (ОФ

" 108-500 мм) эта величина соответствует: Od Ð"-0,1-0,5 мм. Этим и обусловлен выбор расположения входного щелевого окна на вершине конусного прилива корпуса, совпадающей с фокусирующей окружностью спектрометра. За счет же уменьшения габаритов этой вершины одновременно достигается наименьшая возможная площадь вакуумноплотного входного окна, что позволяет применить для окна материал с наи" меньшей толщиной {толщина окна воз" растает с ростом его площади). А это обусловливает уменьшение поглощения флуоресцентного излучения s материале входного окна.

5 974230 d

Формула изобретения плоскостью фиксации пробы и щелевым окном не превышает 10 Dd 8, где D1. флуоресцентный рентгеновский диаметр фокусирующей окружности, а спектрометр по авт, св. М 614367, d 8 — - мозаичность кристалла-анализа. отличающийся тем, что, в тора. с целью расширения аналитических воз- 2, Спектрометр по и. 1, о т л иможностей и уменьшения габаритов спек- ч а ю шийся тем, что щелевое трометра, кристалл-анализатор и де- окно расположено в вершине конусооб" тектор установлены в вакуумной каме- разного прилива, выполненного в варе, а источник рентгеновского излу- l0 куумной камере, причем угловой растчения и держатель пробы - вне ваку- вор конуса равен угловой апертуре умной камеры, в которой выполнено кристалла-анализатора. щелевое окно для входа рентгеновско" Источники информации, ro излучения, расположенное на фо- принятые во внимание при экспертизе кусирующей окружности спектрометра, 15 1. Авторское свидетельство СССР причем держатель пробы установлен 11 614367, кл, 6 01 и 23/223, 1975 таким образом, что расстоян е между (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8685/60 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4