Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Свеев Севвтских

Юециаанстююски»

Расвубиик (6t) Дополнительное к авт. сеид-ау(22) Заявлено 151179 (21) 2838592/18-25 (51) +. с присоединением заявим Нов

G 01 N 23/22

Гоеуяаретееяиый комитет

СССР яо »евам изобретения я открытий (23) Г2риоритвт

Опубликовано 1 08.81, Бюллетень Н9 30

Дата опубликованмяоамсания 150881 (53) УДК 543. 53 (088.8) (72) Авторы иэебрвтвния

Б.М.Андрейчиков, Б.Н.Корчуганов и В.К.Христианов (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО

АНАЛИЭА

Изобретение относится к рентгенофлуоресцентному анализу и может использоваться при анализе прозрачных .для возбуждающего излучения проб.

При анализе образцов с малым содержанием элементов особенно важное значение приобретает обеспечение максимально возможного отношения между полезным и фоновым излучениями, которые определяют мйнимальный порог обнаружения элемента и чувствительность анализа.

Известен метод повышения отношения полезный сигнал-фон, использующий для анализа флуоресцентного излучения пробы кристаллов-анализаторов, настраиваеьяех на дифракционное отражение выбранной линии (1).

Недостатками данного метода являются большие потери интенсивности в кристаллах-анализаторах, а также большие габариты спектрометров данного типа. . Известно устройство для рентгенофлуоресцеитного анализа, содержащее источник возбуждающего излучения, средства введения исследуемой пробы в облучаемое пространство, фильтры, детектор флуоресцентного излучения исследуемой пробы (2).

Недостатком данного устройства в случае анализа прозрачных для излучения проб является сильный фон от конструктивных элементов устройства, который приводит к необходимости удаления этих элементов от пробы, что однозначно ведет к увеличению габаритов устройства в целом.

Наиболее близким техническим решением является устройство для рентгенофлуоресцентного анализа, содержащее источник возбуждающего излучения, средства введения исследуемой пробы в облучаемое источником пространство, расположенную эа пробой вторую мишень, фильтры, детектор флуоресцентного излучения исследуемой пробы. Повышение отношения полезный сигнал-фон достигается эа счет подвоэбуждення пробы характеристическим излучением расположенной эа ней дополнительной мишени. Это также позволяет уменьшить габариты устройства за-счет близости расположения дополнитель.ной мишени к пробе (3).

Недостатком известного устройства является то, что часть характе. ристического иэлучения мишени попа30 дает на детектор, и ее необходимо

855456 отфильтровывать либо эа счет фильт-— .Ров, либо эа счет схемы обработки сигнала детектора, что также не позволяет существенно увеличить отношение сигнал-фон.

Цель изобретения - повышение чувствительности анализа прозрачных для возбуждающего излучения проб.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для рентгенофлуоресцентного анализа, содержащее источник возбуждающего излучения, средства введения исследуемой пробы в облучаемое источником пространство, фильтры, детектор флуоресцентного излучения исследуемой пробы, введена селективная поглощающая решетка, охватывающая облучаемое источником пространство эа исследуемой пробой, причем решетка выполнена в виде набора плоских наклонных в одну сторону пластин, ориентированных, по крайней .мере на одну линию, проходящую между детектором и фокусом источника возбуждающего излучения.

На фиг. 1 и 2 приведена работа устройства.

Источник 1 в коллиматоре 2 облучает пространство в границах 3, которое просматривается детектором

4 с чувствительной поверхностью 5.

Под облучением источника находится проба 6 и конструктивный элемент 7, например стенка прибора в котором помещена решетка, находящаяся за образцом 6. Между обраэцом 6 и стенкой 7 установлена рент геновская селективная решетка 8, пластины которой, ориентированные на ближайший к детектору 4 край активного пятна источника 1. При такой ориентации пластин 8 источник 1 облучает только их правые (в плоскости чертежа) сто,роны, обращенные к стенке 7, а левые стороны, обращенные к детектору 4 не облучаются. Фоновое излучение от стенки 7 в направлении детектора

4 ослабляется пластинами 8. Единственным источником фонового излучения, возникающего в пространстве под образцом б, которое может регистрироваться детектором 4, являются торцы пластин решетки 8. Для снижения доли этого излучения торцы пластин 8 выполнены ступенчатыми, как это показано на фиг. 2. 3а счет такой конструкции пластин 8 детектором

4 воспринимается рассеянное излучение практически только от торца одной ступени. Рассеяние от торца последующих ступеней в направлении детектора 4 в большей мере ослабляется предыдущими более высокими ступенями пластин 8. Материал пластин выбран таким образом, что его К-край поглощения (или L -край) выше энергии источника, т.е. возбуждения этих уровней не происходит, а излучение последующих серий, если оно попадает в регистрируемый диапазон энергий, ослабляется селективным покрытием, нанесенным на пластину, эффективно поглощающим излучение мешающей серии.

Излучение, возникающее в материале покрытия, в свою очередь, может быть ослаблено следующим покрытием. двух покрыПрактически одного или дв в тий достаточно для подавления я фона широком диапазоне энергий. © При использовании в качестве источника возбуждения Cd-1.09 с энергией 22,5 кЭв, то удобным материалом для пластин решетки является серебро, имеющее линейный коэффициент поглощения первичного излучения ф

144. см . При толщине серебряной пластины 0,1 мм, кратность ослабления линии 22,5 кЭв по нормали к поверхности составляет 3,3, а для толщины пластин 0.,2 мм кратность ослаб20 ленин составляет 18. Так как K-край поглощения серебра имеет энергию

25,5 кЭв, то следовательно в материале решетки возникает лишь слабая серия серебра в диапазоне от 3 д до 3,5 кЭв, которая эффективно поглощается алюминиевым покрытием толщиной 20-25 мкм, либо магниевьм покрытием толщиной 40-50 мкм. Возникающая при атом К-серия алюминия или магния щ (1 у 7 и 1, 5 кЭв) р эффективно поглощается покрытием из органической .пленки толщиной 20-30 мкм. Таким обра" эом, при суммарной толщине пластин, составляющей 0,3 мм прн использовании в качестве источника излучения

Cd-109 можно производить анализ проницаемых для излучения образцов в измерительной камере малого объема в широком диапазоне энергий от 1,25 кЭв (Мс) до 20 кЭв (Мо) по К-серии

46 и более тяжелых элементов по L --серии. При использовании в качестве источника излучения Fe-55 с энергией

5,9 кЭв пластины могут быть выполнены из меди. При толщине медных пластин 50 мкм кратность ослабления первичного излучения составит 10

Излучение же L -серии меди (0,9 кЭв) селективно поглощается самим исследуемым образцом и окном детектора.

Практическое использование данного устройства для рентгенофлуоресцвнтного анализа аэрозолей, когда конструктивный элемент прибора иа» ходится за фильтром на расстоянии ие более 8 мм от него позвбляет подавить К-серию Мо с источником

Cd-109 и K-серию Са с источником

Fe-55 в 10> раз.

Формула изобретения

Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа, содержащее источник возбуждающего излучения, средства введения исследуемой среды в

855456

Фиа.1

Составитель К. Кононов

Редактор Н. Воловик Техред Л. Пекарь Корректор С. Корниенко

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Заказ 6894/59

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 облучаемое источником пространство, фильтры, детектор флуоресцентного излучения исследуемой пробы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности анализа прозрачных для возбуждающего излучения проб, .в него введена селективная поглощающая решетка, охватывающая облучаемое источником пространство эа исследуемой пробой, причем решетка выполнена в виде набора плоских наклонных в одну сторону пластин, ориентированных, по крайней мере на одну линию, проходящую между детектором и фокусом источника возбуждающего излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русаков A.À. Рентгенография металлов ° Атомиэдат, М., 1977, с. 428.

2.Плотников Р.И., и Вчерашний Г.A.

Флюоресцентный рентгенорадиометрический анализ. Атомиздат, М., 1973, с. 91-92.

3. Заявка Японии 9 52-34477, кл. 113 A 35, опублик. 1977(прототип).