Устройство для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа

 

О П И С А Н И Е,763750

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

* л1

Ч гп "«Ф (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.08.78 (21) 2б53303/18-25 (51) М. Кл.э с присоединением заявки №вЂ”

G 0l N 23/207

Государстоенных комнтет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 548.734..8 (088.8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 25.09.80

«о лехам хзобретений и оторытнй,22) .Авторы изобретения

В. В. Бурлив, В. M. Свииаков, р. р. Карпов и В. П. Сквовчук

Ъ р.

Опытно-конструкторско-технологическое бюро института металлофизики AH УССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО

РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и может использоваться для исследования быстропротекающих процессов.

Известно устройство для рентгеноструктурного анализа, содержащее источник рентгеновского излучения с прострельной мишенью и разверткой электронного пучка, держатель исследуемого образца, колли маторы и неподвижный детектор (1).

Это устройство используется для топографии кристаллов и непригодно для иссле- 1О дования быстропротекающих процессов иэза малой интенсивности получаемого на прострельной мишени рентгеновского пучка, в результате чего велико время регистрации дифрагированного пучка.

О

Известны источники рентгеновского излучения с линейным перемещением фокусного пятна, содержащие либо протяженный анод со средствами линейной развертки электронного пучка (2), либо вращающийся анод, выполненный в,форме одной или более частей равноугловых спиралей, на боковую поверхность которого направлен электрбнный пучок (3).

Эти устройства предназначены для использ )вания в медицинской топографической аппаратуре.. Они относительно сложны из-за необходимости введения средств линейной развертки электронного пучка (2) или необходимости выбора специальной формы анода для обеспечения равномерности перемещения фокуса при вращении анода (3)

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для высокоскоростного рентгеновского анализа, содержащее источник рентгеновского. излучения, держатель исследуемого образца, перемещающуюся щелевую диафрагму, детектор излучения и,схему регистрации, в котором источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и щелевая диафрагма установлены на фокусирую. щей окружности, а детектор установлен за щелевой диафрагмой (4) .

В данном устройстве сканирование интерференционного максимума осуществляют с помощью рычажно-кулачкового механизма, который приводит щелевую апертурную диафрагму в возвратно-поступательное движение.

763750

ЭО

3$

Формула изобретения

Известное устройство обладает рядом недостатков, основными из которых являются громоздкость и инерционность механической системы перемещения щели относительно интерференционной линии. Эти недостатки возрастают при использовании нескольких щелей, что вызывается необходимостью регистрации нескольких интерференционных линий, например, для анализа многофазных систем или кристаллических тел с более низкой сингонией, чем кубическая. При частоте сканирования 10 Гц и более инерционность такои системы вносит существенную ошибку при определении пространственновременного положения интерференционных линий. Кроме того, участки рабочей поверхности детектора имеют различную чувствительность, и по этой причине регистрация рентгеновского излучения имеет низкую достоверность.

Цель изобретения — повышение временного разрешения и точности исследований быстропротекающнх процессов.

Это достигается тем, что в устройстве для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа, содержащем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца, щелевую диафрагму, детектор излучення и схему регистрации, причем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и щелевая диафрагма установлены на фокусирующей окружности; а детектор излучения установлен за щелевой диафрагмой, источник рентгеновского излучения снабжен средствами линейного перемещения фокуса и установлен таким образом, что линия перемещения фокуса расположена вдоль фокусирующей окружности, а щелевая диафрагма установлена неподвижно перед детектором излучения.

При этом источник рентгеновского излучения содержит вращающийся анод с плоским зеркалом, которое расположено под углом к оси вращения анода, а электроннооптическая ось источника смещена относительно оси вращения анода.

Кроме того, устройство содержит N детекторов излучения и N неподвижно уста-. новленных перед детекторами на фокусирующей окружности щелевых диафрагм. ..Такое выполнение устройства приводит к тому, что при перемещении фокуса по фокусирующей окружности перемещается вся рентгенограмма по этой же окружности, что обуславливает безы нерцион ность за являемой системы н таким образом позволяет по-. 51 высить на порядок по сравнению с прототипом временное разрешение рентгеновской съемки. При этом благодаря установлению апертурной щелевой диафрагмы неподвижно регистрация интенсивности рентгеновского излучения производится одним и тем же участком рабочей поверхности детектора, что приводит к повьинению достоверности регистрируемой ииформацни при определении пространственно-временного положения интерференционных линий.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства для рентгеноструктурного анализа.

Устройство содержит источник рентненовского излучения I с вращающимся анодом 2, зеркало которого установлено под углом к оси вращения, и катодом 3, исследуемый образец 4, щелевую апертурную диафрагму 5, установленную неподвижно, . еред детектором, в качестве которого используют фотоэлектронный умножитель 6 с люминофором 7 (при необходимости можно использовать несколько детекторов со щелями) и схему регистрации 8, содержащую предусилитель 9, широкополосный уснлитель 10, амплитудный дискриминатор 11, интегратор

12 и запоминающее устройство 13.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Зеркало анода 2, исследуемый образец

4 и щелевая апертурная диафрагма 5 установлены на фокусирующей окружности 14.

При вращении анода. 2, зеркало которого установлено под углом к оси вращения, перемещается фокус по фокусирующей окружности, вследствие чего происходит сканирование интерференционного макснмума. Скорость и частота сканирования, в прямой зависимости от которых находится временное разрешение рентгеновской съемки, даются -числом оборотов:анода 2. При этом все интерференционные линии, находящиеся на фокусирующей окружности 14, одновременно перемещаются, пробегают перед неподвижной щелевой апертурной диафрагмой 5 и последовательно регистрируются одним и тем же участком люминофора 7 и

ФЭУ-б с постоянной чувствительностью. Фотоэлектронный ум нож итель 6 преобразует рентгеновское излучения в .ток, величина которого пропорциональна интенсивности облучения.

Таким образом, конструктивные особенности предлагаемого устройства для рентгеноструктурного анализа упрощают систему сканирования и позволяют по сравнению с прототипом на порядок повысить временное разрешение рентгеновской съемки и достоверность регистрируемой информации при определении пространственно-временного положения интерференционных линий. Кро-. ме того, описанная конструкция источника рентгеновского излучения проще других конструкций.

1. Устройство для высокоскоростного рентгеноструктурного анализа, содержащее источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца, щелевую диафрагму, детектор излучения и схему регистрации, причем источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого образца и

763750

Составитель К. Кононов

Редактор Г. Нечаева Техред К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Заказ 6272 37 Тираж l019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

I 13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д,: 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4

5 ,щелевая днафрагма установлены на фекуснрующей окружности, а детектор нзлучення установлен зв щелевой диафрагмой, огличающееся .тем, что, с целью повышения временного разрешения н точности, нсточннк рентгеновского излучения снабжен средствамн линейного перемещения фокуса н установлен таким образом, что линия перемещения фокуса расположена вдоль фокуснрующей окружности, а щелевая диафрагма установлена неподвижно перед детектором излучения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник рентгеновского излучения содержит вращаюгцнйся анод с плоским зеркалом, которое расположено под углом к осн вращения анода, а электронно-оптнческая ось источника смещена относнтельно осн ар а щения, анода.

3. Устройство по пп. 1-2, отличающееся тем, что оно содержит N детекторов нзлучення н N неподвижно установленных перед детекторами на фокуснрующей окружности щелевых диафрагм.

Источннкн информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США ¹ 3833810, кл. 250-273, опублнк. 19?4.

14 2. Выложенная заявка ФРГ № 2631516, кл. Н Ol J 35/30, опублнк, 1977.

3. Патент США 4072875, кл. 313 — 60, опублнк. 1978.

4. Финкель В. А. Высокотемйературная рентгенографня; М., «Металлургня», 1968, с. 80-81 (прототип).