Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа

 

Изобретение относится к устрой- СТВШ4 для рентгено уоресцентиого анализа элементного состава и используется в области аналитической химии при анализ е материалов сложного химического состава. Целью изобретения является увеличение светосилы при одновременной подавлении фона рас- -. сеянного от образца излучения. Устро ство содержит рассеиватель в виде полусферы. Фокус источника излучения расположен на сферической поверхности , совпадающей с полостью рассеивателя. Рассеянное излучение проходит через отверстие в диафрагме, расположенное диаметрально противоположно фокусу источника. В устройстве используются изогнутые по цилиндру образцы. Образцы устанавливаются в держателе образцов по цилиндрической поверхности, образующая которой совмещена с осью сферы, проходящей через фокус источника. Коллиматор детектора выполнен с плоскопараллельными каналами, перпендикулярными оси этой цилиндрической поверхности. Кроме того, коллиматор снабжен выходной диафрагмой с щелью. Щель расположена на той же цилиндрической поверхности диаметрально противоположно образующей , совмещенной с осью сферы. В полости рассеивателя между источииком и держателем образца расположен защитный экран. 2 ип. оо tsd CD 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (1И

А1 (51) 5.С 01 N 23/223

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Й

:!(46) 07.04. 9! . Бюл. 1! 13 (1) 3975976/25 (22) !3.11.85 (7!) Читинский институт природных ресурсов СО АН СССР (12) Б.Ж.Жалсараев (53) 539.1.03/Об(088.8) (56) Ryon R.M., Zahrt J.D. "Improved

Х-Ray fluorescence capabilities Ьу

excitation with high intensity polarised Х-rays"; "Advances in X-Ray

Analysis" f979, 22, 453-460.

Авторское свидетельство СССР

Н 1045094, кл. С 01 Я 23/223, !982. (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕИТНОГО АНАБИОЗА (57) Изобретение относится к устройствам для рентгенофпуоресцентного анализа элементного состава и исполь" зуется в области аналитической химии прн анализе материапов сложного химического состава. Целью изобретения является увеличение светосилы нри одновременном подавлении фона рас- ;< сеянного от образца излучения. Устродство содержит рассеиватель в виде полусферы. Фокус источника излучения расположен на сферической поверхности, совпадающей с полостью рассеивателя. Рассеянное излучение проходит через отверстие в диафрагме, расположенное диаметрально противоположно фокусу источника. В устройстве используются изогнутые по цилиндру образцы. Образцы устанавливаются в держателе образцов по цилиндрической поверхности, образующая которой совмещена с осью сферы, проходящей через фокус источника. Коллиматор детектора выполнен с плоскопараллельными каналамн, перпендикулярнымн оси g этой цилиндрической поверхности. Кроме того, коллиматор снабжен выходной диафрагмой с щелью. Щель расположена на той же цилиндрической поверхности дИаметрально противоположно образующей, совмещенной с осью сферы. В полости рассеивателя между источником и держателем образца расположен защитный экран. 2 кп.

>327673

Изобретение относится к устройствам для рентгенофпуоресцентного анализа элементного состава вещества, используется в аналитической химии при анализе материалов сложного химического состава.

Целью изобретения является увеличение светосилы,при одновременном подавлении фона рассеянного от образ- IO ца изл ченияе

Схема устройства приведена на чертеже, где нв фиг.I изображен вид с торца держателя Образца; на фиг.2разрез вдоль оси сферического рассеиВателя, Устройство содержит рассеиватель выполненный в виде полусферы, источник 2 излучения, держатель 3 образца, выполненный, например, в виде 2О полого цилиндра без торцовых стенок.

Кажду источником 2 и держателем 3

Образца внутри полости рассеивателя расположен защитный экран 4. Этот экран может быть выполнен с двумя 25 проемами в виде секторов дпя пролета первичных и рассеянных квантов. Коллиматор 5 детектора 6 направлен на держатель образца, а к выходу детектора подключен Вход регистрирующей 30 аппаратуры 7, предназначенной для накопления и обработки спектров излучения образца. В качестве детектора.

6 используется полупроводниковый де тектор* ЗЬ

Рабочей поверхностью рассеивателя является его внутренняя поверхность. На этой сферической поверхности радиуса R расположен фокус реит-.

1 геновской трубки (иа ф«1 показан 4п именно фокус источника). В устройстВО введена диафрагма 8 с Отверстием

9, расположенным на этОЙ же сферической поверхности диаметрально противопОлОжно фОкусу истОчиика 2э Держа- щ тель 3 Образца располОжен 3В днафраг мой 8 и Выполнен с Возмс6йностью рас положения образца IQ на цилиидрическОЙ пОВВРхнОсти РаДиуса Rэу ОбРаэУю щая которой совмещена. с осью сферы, 5О проходящей через фокус источника 2 и центр отверстия 9.

Яолпиматор 5 выполнен с плоскопаа рвллельными каналами I1 (коллиматор типа Соллера), перпендикулярными осям цилиндра и сферы. Кроме того, коллиматор 5 снабжен выходной диафрагмой 12 с щелью I3, расположенной на цилиндрической поверхности радиусв. R диаметрально противоположно образующей, совмещенной с осью сферы.

Держатель 3 образца, коллимвтор 5 и детектор 6 расположены с противоположной рассеивателю I сторонь1 плоскости основания полусферы таким образом, чтобы пучки излучений, прошедших через отверстие 9, попадали на два образца IO. Образец 1О может быть выполнен в виде части полого цилиндра (трубы) с радиусом внутренней поверхности R . В держатель 3 образца вставляются дйа идентичных образца и закрепляются, например, с помощью зажимов или же с помощью других креплений В зависимости от конкретно-. го исполнения и вида образца. При анализе тонких образцов типа фильтроввльных бумаг, фольг и лент их можно изогнуть по цилиндру при их креплении на держателе, например, Выполненном в виде изогнутой по цилиндру рамки.

Диафрагмы 8 и 12 и коллиматор 5 выполнены сменными. Наибольшая светосила достигается при формировании двух . симметричных систем пучков (фиг.2). Дпя формирования первичных пучков, изменения их апертуры или положения могут использоваться дополнительные входные Виафрагмы. Так, можно ввес ги сменную входную диафрагму между источником 2 и рассенвателем I с отверстиями дйя формирования пучков.

Устройство работает следуке им образом.

Гамма-кванты от источника 2 попадают на рассеиватель I, откуда рассеянное излучение выходит через отверстие 9 и попадает на образцы 10.

Часть попавших на образец квантов возбуждает сигнал — характеристическое излучение определяемых элементов, а часть рассеивается. Излучение образца регистрируется вдоль электрических Векторов падающих на его поверхность квантов, поэтому рассеянная компонента излучения образца, являющаяся фОИОвым излучением, имеет минимальную ВероятнОсть пОпадания В де тектор 6.

Степень подавления фона рассеянно- . го излучения и светосилу устройства можно регулировать изменением размеров отверстий н щелей, через которые проходят пучки. Чем меньше их раэме1327673

10

25 ры, тем выше степень подавления фона, но тем меньше и светосила. Оптимальное соотношение размеров. зависит от конкретных условий и может быть подобрано экспериментальным путем.

Раствор пучка вдоль плоскостей рассеяния (p) выбирается таким обра" зом, чтобы все рассеянные в направлении. отверстия 9 кванты попали на no"" верхность цилиндрического образца ограниченной высоты h.

В устройстве можно использовать как поляризатор Баркла с рассеивателем из легких плотных материалов, так и поляризаторы по Брзггу с монокристаллами, на которых возможно дифракционное рассеяние характеристического рентгеновского излучения источника на.угол 2 8q порядка 90 .

Кроме них, в поляризаторах можно использовать вторичные мишени иэ тяжелых элементов ° У таких мишеней рассеянная компонента излучения будет поляризована.

Для одновременного возбуждения элементов в широком диапазоне атомных номеров, включая и .гяжелые элементы, предпочтительно испольэовать поляризаторы Баркла. При этом рассеиватели могут быть слоистыми. Например, можно .выполнить рассеиватель из слоев следующей последовательности: бериллий, карбид бора, алюминий и т.д. Применение слоистых рассенвателей позволяет уменьшить толщину слоя, дающего вклад в отраженное излучение, без существенного уменьшения коэффициента отражения (альбедо). Это позволяет несколько уменьшить радиус рассеивателя. Основным же достоинством слоистых рассеивателей является воэможность эффективной поляризации излучения в более широком энергетическом диапазоне по сравнению с однородными рассеивателями.

В предлагаемом устройстве радиус

К рассеивателя может быть выбран порядка 3-5 см и более. В целом выбор того или иного рассеивателя и ,его размеров зависит от поставленных

ЗЬ

50 задач.

Основными требованиями к источнику являются: большой угол раствора рабочего пучка, малый размер фокусного пятна, возможность ряботи при значениях высокого напряжения порядка !

50 кВ, большая мощность. Циафрагмы должны быть непрозрачны для рентгеновского излучения. Угловое разрешение каналов коллиматора может составлять от I-2 градусов до 8-10 градусов.

Формула изобретения

Устройство для рентгенофлуоресцент" ного анализа,содержащее источник рентгеновского или гамма-,излучения, рассеиватель для поляризации излучения источника, держатель образца, защитный экран, расположенный между источником и держателем образца, детектор излучения с коллнматором, направленным на держатель образца, и регистрирующую аппаратуру, вход которой соединен с выходом детектора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения светосилы при одновременном подавлении фона рассеянного от образца излучения, рабочая поверхность рассеивателя. выполнена в виде части сферической поверхности, на которой расположен фокус источника, введена диафрагма с отверстием, расположенным на этой же поверхности диаметрально противоположно фокусу источника, а дерЖатель образца размещен за дйафрагмой и выполнен с воэможностью изгиба образца по цилиндрической поверхности, образующая которой совмещена с осью сферы, проходящей через фокус источника, при этом коллиматор детектора выполнен с плоскопараллельными каналами, перпендикулярными оси цкпиндрической поверхности, и снабжен выходной диаФрагмой со расположенной на этой:ке цилиндрической поверхности диаметрально противоположно ее образующей, совмещенной с осью сферы.!

327673

Фее. С

Тираж 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам иэобретений и открытий

1!3035, Иосква, 1-35, Реуцская наб., д. 4/5

М ВЬ ЮЮЮВЭВМ б

Проиэводственно-иолигра3ическов иреднриятие, ь . Ужгород, -ysi. Проектная, 4

Редактор НЛоляда

° 46В МЮ 4В

Заказ 189á „i;"

Составитель В.Простакова

Техред Д. Олийиаас 1Мрректор Л.Бескид