Рентгеновский дифференциальный фильтр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетскик

Социалист ическив

Республик!

)934329 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05.11.80 (21) 3001392/18-25 рц м.кл.

G 01 N 23/20 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

ИЗ1 УДК 621.386 (088. 8}

Опубликовано 0706.82., Бюллетень 89 2 i

Дата опубликования описания 07.06.82 «АР ., Ордена Ленина физический институт им. 1г".Н " ева "

AH СССР аявит ель (54} РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ

ФИЛЬТР во времени (1 J.

Изобретение относится к технике рентгеноспектральных измерений, а точнее к рентгеновским фильтрам, предназначенным для измерения спектров рентгеновского излучения, испуска5 емого, например, лазерной электроннои ионнопучковой плазмой, плазменным фокусом, устройствами с линейным — пинчем, токомаками, рентгеновскими трубками и пушками.

Известны дифракционные рентгеновские спектрометры с кристаллами или решетками, дающие хорошее спектральное разрешение, однако являющиеся ,узкополосными, имеющие низкую свето- 15 силу и трудности разрешения спектра .. Известно также. устройство, использующее поглощение, в котором рентгеновское излучение поглощается парой находящихся рядом в одной плоскости фольги, изготовленных из разных химических элементов или из одного элемента., но раэной толщины. Распо- 25 ложенные за фольгой рентгеновские дефекторы имеют одинаковые спектральные характеристики, и по отношению .их выходных сигналов измеряют спектр рентгеновского излучения (2). 30

Используемый в этом устройстве способ контроля сравнительно прост, требует, однако знания типа спектра при его применении.

Наиболее близким к предлагаемому является рентгеновский дифференциальный фильтр, содержащий две расположенные рядом в одной плоскости фольги, изготовленные из разных химических элементов, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ее пропускание совпадает с пропусканием фольги иэ более тяжелого элемента за К-краем поглощения этой фольги f 3).

Недостаток этого фильтра состоит в том, что K-края поглощения элементов, пригодных для изготовления пластинок, распределены неравномерно с возрастанием атомных Номеров и поэтому имеются широкие энергетические диапазоны, в которых нельзя измерить спектр с помощью известного устройства.

Цель изобретения - расыирение области спектральных измерений и повыаение точности измерения спектра рентгеновского излучения. указанная цель достигается тем, что в рентгеновском дифференциальном

934329 фильтре, содержащем две расположенные рядом н одной плоскости Фольги, изготовленные из разных химических элементов, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ! ее пропускание совпадает с пропуска" 5 нием фольги из более тяжелого элемента за его К-краем поглоцения, более легкий элемент выбран из условия полного поглоцения излучения фольгой иэ этого элеМента перед его К-краем 10 ..поглощения, а толщина фольги иэ более тяжелого элемента выбрана так, что ширина спектра пропускания перед

К-краем поглощения тяжелого элемента равна измеряемому энергетическому 15 интервалу.

На фиг.l представлена схема устройства, в которой установлен предлагаемый Фильтр; на фиг.2 — схематическое распределенйе интенсивности иэлу 20 чения по энергиям после прохождения

Фольги из более легкого химического элемента (пунктирная кривая) и Фольги из более тяжелого элемента (сплошная кривая).

Устройство для анализа спектра рентгеновского излучения, показанное. схематически на фиг.l, содержит две фольги 1 из различных химических элементов, на которые направляют поток 2 анализируемого рентгеновского излучения, два детектора 3, устанонленные за пластинками, выходы которых присоединены к входам измерителя

4 разностного сигнала.Измерение спектра посредством устройства, содержащего предлагаемый дифференциальный фильтр, поясняет график, приведенный на фиг.2.

На графике показана зависимость эффективности, регистрации рентгеновско40 го излучения f. (произведение пропускания Фольги на спектральную чувствительность рентгеновского де" тектора) от энергии рентгенонского кванта Е для каждого из детекторов 45 в отдельности. Разность сигналов с детекторов (измеренная устройством

4-) пропорциональна энергии рентгеновского спектра н интервале (F< Eg)- Этот энергетический, интервал, 50 как видно из графика, ограничен со стороны квантов более высоких энергий К-краем поглоцения элемента более тяжелой фольги, а со стороны квантов более низких энергий про- 55 пусканием этой фольги перед К-краем, Изменение толщины фольги мениот ширину измеряемого энергетического интервала, увеличение толщины смещает . пропускание более тяжелой фольги перед К-краем ближе к К-краю и, таким образом, сужает энергетический интервал, уменьшение толщины смецает пропускание, наоборот, дальше от

K-края и, следовательно, расширяет энергетический интервал. 65

Для измерения энергии спектра в интернале 0,7-. 1,56 кэВ можно исполь- эовать фольгу из AC толщиной (d )

5 мкм и из Be с dac= 290 мкм. Если фольги М и Be выполнить толциной

15 мкм и 900 мкм, соответственно, то измеряемый интервал спектра сужается до 1,1-1,56 кэВ.

Энергию спектра в интервале

1,6-4,5 кэВ можно измерять с.помощью фильтра из 5с и М (Й = 13 мкм, dA = 45 мкм). Для сужения интервала до 3,0- 4,5 кэВ следует изменить толщину фольги до 65 мкм и 230 мкм, соответственно.

ЭнерГию спектра"в интервале 3339 кэВ можно измерить,используя фильтр из фольги Ln (й „= 0,9 мм) и Sn (й9„= 1 мм) .

Предлагаемое техническое решение

«расширяет область спектральных ис следований, так как дает возможность производить измерения рентгеновского спектра в диапазоне энергий меньшем

4 кэВ, для которого невозможно изготовить фильтры, если использовать известное р иаенив.

Формула изобретения

Рентгеновский дифференциальный фильтр, содержаций две расположенные рядом в одной плоскости фольги, изготовленные из разных химических. элементов, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ее пропускание совпадает с пропусканием фольги из более тяжелого элемента за его К-краем поглощения, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения диапазона спектральных измерений и повышения точности измерений, более легкий элемент выбран из условия полного поглощения излучения фольгой из этого элемента перед его К-краем поглощения, а толщина фольги из более тяжелого элемента выбрана так, что ширина спектра пропускания перед

К-краем поглоцения тяжелого.элемента равна измеряемому .энергетическому интервалу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пресняков Л.Пл Рентгеновская спектроскопия высокотемпературной планам. УФН, 1976, т.119, вып.l, с. 49.

2. Iyhoda F.Ñ. et a . Continued

Radiation in the Х-ray and Visibl,е

Regions froma Nagnetlcagy Compressed Plasma. -"Phys.Rev," 1960, 119, Р 3, р. 843-856.

3. Д.Джонсон, Система регистрации спектров импульсов испускаемого плазмой рентгеновского излучения длительностью порядка наносекунд. Прибофуи для научных исследований .

1974, 9 2, с. 47-51 (прототип) .

934329

Е1 Ei

Редактор Ю.Середа

Составитель E.Ñèäoõèí

Техред Т. Маточка Корректор Н.Стец

Заказ 3925/38 Тираж B87 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

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

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