Рентгеновский спектрометр длясинхротронного источника излучения

 

Сеез Севетския

Сециалистическик

Ресвублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ

< 817553

{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Завалено" 2906.79 (21) 2811304/18-25 с нрнсоединением заявки й9—

G 01 N 23/207 (23) ПриОритет

Госуяарствеквык кокитет

СССР яо амаи изобретения и открытка (53) УДК 648.73 (088.8) Опубликовано 300381. Бюллетень Н9 12

Дата опубликования описания 300 381

Институт кристаллографии нм. А. В.Мубникова AH СССР и Специальное конструкторское бюро Института кристаллографии им. A.Â. Иубникова AH СССР

P 3 ) Заявители (54) . РЕНТГЕНОВСКИЙ CIIEKTPOMETP,ÖËß CHHXPOTPOHHOI О

ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к рентге. новской аппаратуре для исследования,, монокристаллов.

Известен трехкристальный рентгеновский спектрометр, содержащий рентгеновскую трубку, два кристалламонохроматора, установленные в.по- воротных держателях, поворотный держатель исследуемого монокристалла, детекторы излучения, измерители углов поворотов (1) .

Наиболее близким к предлагаемому является рентгеновская установка для .исследования монокристаллов, содер" 35 жащая кристалл-монохроматор, установленный в поворотном держателе,по .воротный держатель исследуемого йонокристалла, измерители углов nosoрота, детектор излучения, установлен- 20 ный на рычаге с.возможностью поворота вокруг оси поворота держателя исследуемого монокристалла с отношением углов поворота 2:1 (2).

Известные устройства не приспособ- 25 лены для работы с синхронным источником излучения, что выражается, в частности, в невозможности их автоматической быстрой перестройки на любую заданную длину волны. 30

Цель изобретения — повышение экспрессности перестройки спектрометра на различные длины волн.

Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновском спектрометре для синхротронного источника излучения, содержащем кристалл-монохроматор,установленный в поворотном держателе, поворотный держатель исследуемого монокристалла, измерителя углов поворота, детектор излучения, установленный на рычаге с возможностью,поворота вокруг оси поворота держателя исследуемого монокристалла с отношением углов поворота 2 :1, держатель кристалла-монохроматора расположен на каретке, установленной на прямолинейных .направляющих с возможностью перемещения по ним, и в спектрометр введен механизм синхронного разворота держателя кристалла-монохроматора при движении каретки и поворота держателя исследуемого монокристалла"с,отношением углов поворота 1:2.

Иеханизм синхронного разворота держателя кристалла-минохроматора при движении каретки и поворота держателя исследуемого монокристалла включает зубчатую передачу и кулис817553 канала синхное окно белое; нсивности паа кристаллыОтражаясь от направление, от направлевертикальной исследуемый симости от угих лучей на

ы от них отрали иной длины ктра. Изменяя ствии с законый механизм, рычаг которого одним концом-жестко связан с одной из шес-. терен зубчатой передачи, ось которой " проходит через ось поворота кристал-. ла-монохроматора, а другой конец рычага свободно проходит через ось поворота держателя исследуемого монокристалла.

Кроме того, в спектрометр введен второй детектор, установленный на свободном конце рычага кулисного механизма.

Я

При этом в спектрометр введен второй кристалл-монохроматор с поворотном Брэгга (28»< sin 9

1$ ют нужную длину .волны спектра.

В данном спектроме ной длины волны осуще тым линейным смещение

2О одновременном разворо монохроматора 2. При ложение кристалла изм образом, чтобы дифраг луч всегда (в любом п

25 дил через ось врщен следуемого кристалла . кристалла на (конечно

50 см двойной брэгго изменяется от 10 до ровав линейное смещен длинах волн, можно и точностью осуществит вую длину волны, уста метрическим винтом к лом в нужное положен

Для контроля отраж ла-монохроматора 2 и ки служит детектор 1 на свободном конце р ненного с механизмом

40 талла-монохроматора его повороте иа угол значит и счетчик 13, иа угол 2 Юз е

Предлагаемая конс

Q$ чивает установку спе ражаизщее положение а разом, так как смеще направляющим вызывае талла-моиохроматора ур 6, причем с помощь следуемый кристалл и двойной угол 244 s o жающем положении, де время при любом поло монохроматора 2 реги дифрагированный крис тором 2, а детектор рагированный монокри

На оси исследуемо предусмотрена устано

60 сменных приставок, п мать кривые дифракци рентгеновских лучей, ности углового выход внешней фотоэмиссии, 65 рентгеновскую дифрак

= пЛ), выбираиз непрерывного ре выбор нужтвляется проскаретки 6 при е кристаллатом угловое поняется таким рованный им ложении) проховторого исПри смещении

) расстояние а ий угол 2 66

Проградуикристалла в то и с высокой ереход на иовливая микроетку с кристалия ьт кдкс тйл" я его юстирезОи расположен ага 11, соадиоворота icpNCак, что при рычаг:11, а ворачивается рукция обеспетрометра в оттомвтическим обие каретки 6 по поворот крис- на нужный угол рычага 11 исворачивается на азывает в отраектор 13 все еиии кристаллатрирует пучок аллом-монохрома5 — пучок, дифталлом 4. о кристалла ка резличных зволяющих снинного отражения кривые интенсивэлектронов сопровождающей ию, кривые углоным держателем, установленный перед первым кристаллом-монохроматором.

На чертеже приведена схема спектрометра для синхротронного излучения с вертикальной плоскостью дифракции. рентгЕновский спектрометр содержит вал 1 вращения держателя с кристаллом-монохроматором 2 и вал 3 поворота держателя и исследуемым монокристаллом 4, который расположен в опоре 5, связанной с неподвижным основанием .прибора (не показано). Вал

1 закреплен в опоре подвижной каретки б, установленной на направляющих

7, параллельных падающему на кристалл монохроматор 2 пучку.

Вал 3 установлен в механизме поворота 8 в небольшом угловом интервале, а каретка 6 с валом 1 снабжена винтовым механизмом 9 для линейного перемещения по направляющим 7 вдоль направления падающего пучка. При линейном перемещении происходит одновременный поворот вала 1 с кристалломмонохроматором 2 на заданный угол.

На каретке б коаксиально валу 1 укреплена цилиндрическая шестерня (или сектор} 10, жестко связанная с рычагом 11, другой конец которого свободно проходит через вращающуюся опору 12, выполненную на вале 3. На свободном конце рычага ll укреплен детектор излучения 13, служащий для юстировки спектрометра. Вал 1 поворота держателя с кристаллом-монохроматором 2 посредством зубчатых шестерен 14 кинематически связан с шес- терней 10 рычага соотношением:1:2 ° ! для регистрации излучения дифрагированного исследуемым монокристаллом служит детектор 15, укрепленный на вале 16, расположенном в непод-вижной опоре соосно валу 3. Поворот этого счетчика осуществляется механизмом 17.

В спектрометр введен второй кристалл-монохроматор 18 с поворотным держателем, который установлен перед кристаллом-монохроматором 2. Это IIQ3» воляет коллимировать и предварительно монохроматизировать падающий на кристалл-монохроматор 2 пучок.

Спектрометр работает следующим образом.

Иэ вакуумированног ротрона через специал излучение высокой инт дает последовательно монохроматоры 18 и 2. них, пучок меняет сво отклоняясь на угол 28 ния падающего пучка в плоскости, и падает н монокристалл 4. В зав ла падения рентгенонс кристаллы-монохромато жается излучение той волны непрерывного сп угол падения в соотве

8.1755 3 вой зависимости величины фото ЭДС и р-и-переходе в условиях дифракции рентгеновых лучей; рентгеновские топограмьж по различным рентгенооптическим схемам., Таким образом, предЛагаеьый спектрометр обеспечивает проведение дифракционных измерений на различных длинах волн непрерывного спектра синхротронного излучения. При этом, если в любом известном спектрометре 1© для перехода от одной длины волны к другой нужно развернуть кристалл и счетчик на определенный угол, а затем вывести кристалл в положении максимального отражения, то в предла- )$ гаемом приборе все эти операции заменены простым линейным смещением каретки с кристаллом. Все остальные процедуры (поворот кристалла и счетчика} осуществляются автоматически.

Переход к новой длине волны выполняется с высокой точностью, поскольку для смещения каретки используется микрометрический винт, а поворот кристалла осуществляется прецизионным рычажным механизмом.

Благодаря принципиальным особенностям и конструктивному решению узла первого кристалла, обеспечивающего монохроматиэацию падающего излучения, спектрометр при работе с выСокоинтен- 30 сивными источниками белого излучения радиационно безопасен ° Исследователь, проводя измерения на этом приборе, практически не работает на открытом пучке (как это часто делается в обыч- 35 ных спектрометрах). Ему достаточно повернуть ручку микрометрического винта, выведенную за пределы защитного колпака, закрывающего весь спектрометр целиком, и по индикаторной 40 стрелке установить кристалл в отражающее положение.

Спектральная разрешающая способность прибора существенно повышается 4 введением дополнительного кристалламонохроматора, использующего многократную последовательную Брэгг-дифракцию, сразу после источника излучения. Это позволяет предварительно ионохроматизировать и коллимировать падающее на кристалл-монохроматор рентгеновское излучение.

Прибор предназначен для работы с синхротронным излучением и имеет вертикальную плоскость дифракции.

Однако заложенный в нем конструктивный принцип может быть легко модифицирован применительно к ис" пользованию обычных источников из- лучения (трубок с вращающимся анодои, отпаянных и,разборных рентгеновских трубок) с днфракцией в гориэонтальной плоскости.

Формула изобретения

1. Рентгеновский спектрометр для синхротронного источника излучения, 1 содержащий кристалл-монохроматор, установленный в поворотном держателе, поворотный держатель исследуемого монокристалла, измерители углов поворота, детектор излучения, установленный на рычаге с возможностью поворота вокруг оси поворота держателя исследуемого монокристалла с отношением углов поворота 2:1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экспрессности перестройки спектрометра на различные длины волн, держатель кристалла-монохроматора расположен на каретке, установленной на прямолинейных направляющих с возможностью перемещения по ннм, и в спектрометр введен механизм синхронного разворота держателя кристалла-монохроматора при движении ка ретки и поворота держателя исследуемо1о монокристалла с отношением углов поворота 1: 2.

2. Спектрометр по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что механизм синхронного разворота держателя крис- талла-монохроматора при движении каретки н поворота держателя исследуемого монокристалла включает зубчатую передачу и кулисный механизм, рычаг которого одним концом жестко связан с одной иэ шестерен зубчатой передачи, ось которой проходит через ось поворота кристалла-монохроматора, а другой конец рычага свободно проходит через ось поворота держателя исследуемого монокристалла.

3. Спектрометр по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что в него введен второй детектор, установленный на свободном конце кулисного механизма.

4.Спектрометр по пп. 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что- в него введен второй кристалл-монохроматор с поворотным держателем, установленный перед первым кристаллом-монохромат ором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ковальчук Н.В. и др. Трехкристальный рентгеновский спектрометр: для исследования структурного совершаенства реальных кристаллов.-ПТЭ, AH СССР, М., 1976, 9 1, с. 194-196.

2. Русаков A.À. Рентгенография металлов. М., Атомиэдат, 1977, с. 213-215 (прототип).

817553

Составитель К. Кононов

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бабинец Корректор М.Шароши

Заказ 1321/57 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4