Источник коллимированного рентгеновского излучения
Изобретение относится к области рентгенотехники и может быть использозано а рентгеновской томографии и литографии. Цель изобретения состоит в увеличении интенсивности коллимированного пучка фотонов . Источник коллимированного рентгеновского и гамма-излучения состоит из источника электронов 1 и мишени, включающей две пластины 2, 3, установленные одна за другой с зазором 4 размера d, который удовлетворяет условию многократного полного внешнего отражения ПВО возбуждаемого измерения от стенок пластин 2 и 3. Толщина же верхней пластины 2 должна быть не менее чем & /К, где & - критический угол ПВО, К - показатель ослабления излучения с энергией возбуждаемых фотонов Еа. 1 ил. « le о 00 ч 00 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 23/20
ГОСУДАРСТВЕН%!Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 46&3156/25 (22) 25.04.89 (46) 07,11.91. Бюл. М 41 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.
А.Н.Севченко Белорусского государственного университета им. В.И.Ленина (72) Ю.И.Дудчик. Ф.Ф.Комаров, В.С.Соловьев и В.С.Тишков (53) 621.386(088. &) (56) Рентгенотехника: Справочник — М.: Машиностроение, 1980, т.2, с. 296-297.
Мингазин Т.п. и др. Бесщелевой коллиматор рентгеновских лучей. — ПТЭ, 1981, М
1, с. 229-232. (54) ИСТОЧНИК КОЛЛИМИРОВАННОГО
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
„„ Ц„„1689818 Al (57) Изобретение относится к области рентгенотехники и может быть использовано в рентгеновской томографии и литографии.
Цель изобретения состоит в увеличении интенсивности коллимированного пучка фотонов. Источник коллимированного рентгеновского и гамма-излучения состоит иэ источника электронов 1 и мишени, включающей две пластины 2, 3, установленные одна эа другой с зазором 4 размера d. который удовлетворяет условию многократного полного внешнего отражения ПВО возбуждаемого измерения от стенок пластин 2 и 3.
Толщина же верхней пластины 2 должна быть не менее чем 4/К, где 4 — критический угол ПВО, К - показатель ослабления излучения с энергией возбуждаемых фотонов Еа. 1 ил, 1689818,Изобретение относится к рентгенотехнике и может быть использовано в рентгеновской томографии и литографии.
Известен томографический излучатель, в котором узкоколлимированный пучок рентгеновского излучения при одновременно небольшом размере оптического фокуса получают с помощью системы фокусировки пучка электронов на анод трубки и выбора соответствующей формы катода (2), Наиболее близким к изобретению техническим решением является источник коллимированного рентгеновского излучения,, содержащий источник электронов, мишень и коллиматор, канал которого образован пластинами, полированные поверхности которых плотно сжаты.
Недостаток прототипа состоит в том, что его интенсивность ограничена интенсивностью рентгеновской трубки, расположенной вне коллимирующего устройства, и размерами канала, выполненного в коллиматоре.
Цель изобретения состоит в увеличении интенсивности коллимированного пучка фотонов.
На чертеже представлена принципиальная схема источника, Источник коллимированного рентгеновского излучения содержит источник 1 электронов и мишень, состоящую из двух пластин 2 и 3 с полированными поверхностями, между которыми при прижатии вплотную образуется щель (канал) 4 микронных и субмикронных размеров, Источник излучения работает следующим образом.
На пластину 2 сверху попадает электронный пучок, плотность мощности потока которого равна р (эл,/(см сек)), а энергия
2 электрона Е должна быть такой, чтобы после прохождения электроном пластины 2 его энергия была не меньше, чем потенциал возбуждения соответствующей линии характеристического рентгеновского излучения в мишени, или не меньше. чем требуемая энергия кванта тормозного излучения. Расстояние между пластинами d, Толщина пластины 2 не меньше, чем величина !ф 6, где 1ф = 1/В, R — показатель ослабления излучения с энергией Еа материалом мишени; Qt< — критический угол полного внешнего отражения фотонов от стенок канала. Генерация излучения происходит в приповерхнастном слое стенок канала. Число квантов с энергией Еа, образующихся в этом слое, элемент объема которого равен L> dN = p Nà,ох (E ) 1у хdz (1) где Йд — концентрация атомов в мишени, Š— энергия электрона на глубине Z от 1 верхней поверхности пластины 2; о (Е ) — сечение выхода рентгеновско1 ro излучения. Если угол скольжения квантов меньше критического Я, = h ар/Ea, где вр — плазменная частота электронов в материале мишени; и — постоянная Планка, то фотоны, пройдя пластину 2, захватываются щелью 4, движутся в ней в режиме полного внешнего отражения и выходят в виде пучка 5 с расхо- . димостью не более 2 6k, В режим такого движения захватываются кванты, которые образуются в приповерхностном слое толщиной h = !ф 9; Характеристическое излучение, возбуждаемое электронами, распространяется в телесный угол 4 рад, поэ ому число квантов N1 с энергией Ea . захватываемых каналом 4, равно: 1 =pNAoj<(E ) -уL !фй< 4, (2) где Q = Оу 2 9< — расходимость излучения в направлении у. Число квантов N1 увеличивается в 2 раза, если энергия электрона достаточна для генерации излучения в слое толщиной h пластины 3, Число квантов тормозного излучения, попадающих в канал, зависит от угла падсния электрона на пластину 2, При использовании в предлагаемом устройстве в качестве мишени вольфрамовых 1 пластин для получения К у излучения воль40 фрама параметр д принимает следующее значение: Еа = 57,98 кзВ, ар = 80,2 эВ, k = = 53,27 см 1, P = 9 10, 6 = 1,38 10 рад, h = =0,26 мкм, d =1 мкм, L><=7,7 см, д =106. При использовании в качестве мишени 45 кремниевых пластинок получается следующее значение параметра д: Еа= 1,74 кзВ, гор =31 эВ, k= 755 см-1, j3=4,2810 @=1,78 10,h=024мкм, 0 =10 мкм, х=2см, д=37. -2 Таким образом, в результате реализации предлагаемого устройства получается коллимированный пучок рентгеновских и гамма-квантов, при этом интенсивность пучка а 10 — 100 раз превышает интенсивность пучка, которая получается в устройстве, выбранном в качестве прототипа, Формула изобретения Источник коллимированного рентгеновского излучения, содержащий источник электронов, мишень и коллиматор, канал ко60 торого образован пластинами, полирован1689818 Ео-J „(dX=Ey> где Ea — энергия электрона на входе в мишень; Составитель Е. Сидохин Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши Заказ 3808 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ные поверхности которых плотно сжаты, отличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности коллимированного пучка фотонов, мишень и коллиматор совмещены, а источник электронов установлен с внешней стороны одной иэ пластин, толщине хо которой определяется соотношением — — ионизационные потери энергии dE dX электрона в материале мишени; Еу — энергия фотона, 5 продольные размеры коллиматора не превышают величины 1/а, где а- показатель ослабления излучения в канале коллимато- ра при движении фотонов в режиме полного внешнего отражения от стенок канала, а 10 область генерации излучения в мишени отделена от краев мишени слоем поглотителя, линейный размер которого превышает среднюю длину свободного пробега фотонов в материале пластин.
