Рентгеновский спектрометр
Изобретение относится к рентгеновской спектроскопии и может быть использовано для исследования тонкой структуры рентгеновских спектральных линий. Спектрометр содержит входную и выходную щели, расположенные на фокусирующей окружности, и покачивающийся кристалл-анализатор 3 для получения разновременной фокусировки . Кристалл-анализатор выполнен в виде монокристального блока с прорезью и расположен на расстоянии п-1 , а -у- Ъ, где п нечетное число брэгговских отражений; Ъ - ширина прорези , от центра окружности фокусировки . При многократных отражениях от параллельных стенок канала, образованного боковыми стенками прорези, ширина кривой дифракционного отражения уменьшается, что позволяет повысить разрешающую способность прибора. I ил. § а с f
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
И=-СПУЬЛИН
„„SU„„1226211
1 11 4 С 01 Н 23/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБретений и ОтнРытий (21) 3811407/24-25 (22) 06,11,84 (46) 23,04.86. Бюл. lO 15 (71) Ереванский ордена Трудовoro
Красного Знамени государственный университет (72) С.М. Нариманян,- А.Г. Ростомян и П.А. Безирганян (53) 548.734.5(088.8) (56) Блохин M.À. Физика рентгеновских лучей, M,: Г1ПТЛ, 1957, с. 518.
Bragg 11.L. Proc. Cambr, Phil. Soc., 1913, 17, 43. (54) РЕНТГЕНОВСК1Ф СПЕКТРОМЕТР (57) Изобретение относится к рентгеновской спектроскопии и может быть использовано для исследования тонкой структуры рентгеновских спектральных линий. Спектрометр содержит входную и выходную щели, расположенные на фокусирующей окружности, и покачивающийся кристалл-анализатор 3 для получения разновременной фокусировки. Кристалл-анализатор выполнен в виде монокристального блока с прорезью и расположен на расстоянии п-1 а= — b где и нечетное число брэг2 говских отражений; Ь вЂ” ширина прорези, от центра окружности фокусировки. При многократных отражениях от параллельных стенок канала, образованного боковыми стенками прорези, ширина кривой дифракционного отражения уменьшается, что позволяет повысить разрешающую способность прибора. 1 ил.
1226211
Изобретение относится к рентгеновской спектроскопии и может быть применено для исслецования тонкой структуры рентгеновских спектральН6Jx линий, Целью изобретения является повышение разрешающей способности спектрометра.
На чертеже изображен предлагаемый спектрометр.
Спектрометр содержит источник 1 рентгеновских лучей, коллимирующие щели 2, кристалл-анализатор 3, детектор 4, фокусирующую окружность 5.
Предложенный спектрометр работает следующим образом.
Спектрометр осуществлен на базе дифрактометра ДРОН-2,0. На гониометре дифрактометра используется специальная головка, которая дает возможность установить отражающую поверхность MM кристалла-анализатора
3 на расстоянии и от центра гониометра с точностью 2 мкм.
Кристалл-анализатор 3 изготовлен в виде прямоугольной призмы с основаниями, параллельными атомным плоскостям (112), и с боковыми гранями, параллельными (111) и (110). В призме параллельно плоскостям (110) выполнена прорезь такой глубины, чтобы оставалось общее основание для поддержания естественной связи между образованными частями блока. Полученный кристалл-анализатор протравлен в травителе СР-4. В качестве кристалл-анализатора использован бездислокационный монокристалл кремния. Отражающими плоскостями служат плоскости (11О). Параметр
8 мм, число отражений и 5, излучение
СоК, регистрация иониэационная, 0(, Рентгеновская трубка БСВ-22 с анодным фокусом 0,4 0,8 мм работает в
2 режиме 30 кВ, 10 мА. Скорость качайия кристалла 1/32 град/мин. Щели
Я» и S2 имеют mHpHHy 50 МКМ, В предложенном спектрометре аналогично спектрометру Брэггов при любом нечетном числе отражений может осуществляться разновременная фоку сировка.
Выбирается правая декартовая система координат с началом 0, находящимся на оси, вокруг которой вращается кристалл-анализатор с щелью шириной h . Ось абсцисс совпадаадс центральным лучом падающего пучка 1 О. Пусть точечный фокус F (или узкая щель при больших рахмерах фокуса Р ) и отражающая поверхность
М М монокристаллического блока нас о
5 ходятся на рас.стоянии r и а соот— ветственно от начала координат (ось вращения). Все лучи определенной длинь: волны,, отраженные при качании кристалла-анализатора, соберутся в одной точке К, которая находится на окружности с центром 0 и радиусом г, Пусть пучок с угловой расходимостью 2 о падает на кристалл-анализатор, находящийся в положении МоМ о о а центральный луч FÎ, направленный к оси вращения, падает на кристалл под углом максимального отражения 9 для исследуемой длины волны .
20 После нечетного числа п отражений этот луч выходит иэ точки Во под углом 29 относительно оси Х. Чтобы луч, распространяющийся в направлении FA, можно было привести в положение максимального отражения, необходимо повернуть кристалл-анализатор против хода часовой стрелки на угол о . Тогда луч FA, падающий на
ММ в точке А, выйдет из анализато1
ЗО ра от точки 8 под углом 2 д +0. Координаты 8 и J точки пересечения лучей, отраженных при положениях М М и о
ММ анализатора, следующие: х=-r cos 26-(2 соя 9 /cos 3 /2) 1а-(n-1 )
З5 «Ь/2) sin(29+ 8/2); (1}
y=r sin 78+(2 соя 9/сояЯ/2) 1 à-(n-l ) b/2) соя (29+3/2) (2)
Как видно иэ формул (1) и (2}, в общем случае фокусировка для лучей
4п одинаковой длины волны % не существует, поскольку координаты х и у точки К эависяг от б, т.е, от положения кристалла. Для фокусировки необходимо, чтобы в выражениях для
45 координат х и у вторые члены равнялись нулю, т.е.
x=r соя 2 91 у=г sin 28. (3) если
50 а=
2 (4).
Таким образом, как видно иэ формулы (3), полученной при условии (Ц, существует фокусировка отраженных лучей, а геометрическое место
55 их фокусов для разных длин волн пред ставляет собой окружность с радиусом
1- и центром О, так же, как и в методе Брэггов.
1226211 брэгговских отражений имеет большую разрешающую силу, чем брэгговский и двукристальный спектрометры.
1 (5
-5
Спектрометр bh K b AК,» Р 10
Предлагаемый (n=5) 0,62х 0,82х 1,221
Двукристальный
0,77х 0,94х 1,078
0,80х 0,99к 0,942
Брэггов
Формула и з о б р е т ения
Составитель Т. Владимирова
Редактор Л. Гратилло Техред Н.Bонкало Корректор Т. Колб
Заказ 2118/36 Тираж 778
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула (4) является общим случаем и содержит случай Брэггон: при
1 — отражение только от одного кристалла, смещение которого от оси вращения а=0.
Спектр дублета СоК,, полученный иониэационным (S5 50 мкм, скорость счетчика 1/16 град/мин) методом, дает следующий результат для ширины линий (таблица).
Так как разрешение спектрометра определяется формулой
P (5)
jb>/ „,-((„„ то его значение ойределяется истин- 15 ной шириной 1„,т, поскольку маленькая неточность значения lb9J приводит к большой неточности значения Р, Для сравнения предлагаемого спектрометра со спектрометром Брэггов при- 20 водится таблица для ширины линий, в которой для более полного сравнения приводятся также значения ширины линий, полученной на двукристальном спектрометре. 25
Как видно из таблицы, ширина линий дублета СоК, полученная с помощью предлагаемого спектрометра, значительно меньше, чем полученная на других спектрометрах. 30
Так как ширина линий b % и разрешающая сила связаны формулой (5), то предлагаемый спектрометр имеет гораздо большее разрешение, чем спектрометр Брэггов.
Предлагаемый спектрометр при ис35 пользовании трех последовательных
Рентгеновский спектрометр, содержащий источник рентгеновского излучения, расположенные по ходу рентгеновского пучка входную щель, качающийся кристалл-анализатор, выходную щель и детектор, причем входная и выходная щели расположены на фокусирующей окружности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения разрешающей способности, в качестве кристалла-анализатора используется монокристалльный блок с прорезью, образующей канал с параллельными отражающими поверхностями, нижняя из которых расположеtl-< на на расстоянии а= — b от цент2 ра фокусирующей окружности, где и — число брэгговских отражений в блоке; b — ширина прорези.
