Двухступенчатый источник рентгеновского излучения

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >972351 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.01.81 (21) 3237186/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М, Кл 3

Ci 01 N 23/223

Гоеударетоеииый комитет

СССР (53) УДК 543.422..8 (088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень №41

Дата опубликования описания 17.11.82 по делам изооретеиий и открытий (72) Автор изобретения

Иностранец

Руби о Дерби (Куба) !

Обьединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ИСТОЧНИК РЕНТГЕНОВСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к источникам излучения и предназначено для возбуждения характеристического излучения элементов в пробе при рентгенофлуоресцентном анализе с использованием детекторов с малыми чувствительными поверхностями, например

Si (Li ) -детекторы.

Известен двухступенчатый источник рентгеновского излучения для возбуждения характеристического излучения элементов в пробе, состоящий из источника первичного гамма- или рентгеновского излучения и мишени в виде плоской пластинки. Вторичное излучение мишени при взаимодействии с элементами пробы возбуждает характеристическое излучение этих элементов, которое регистрируется детектором рентгеновского излучения (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухступенчатый источник рентгеновского излучения, содержащий радиоизотопный источник, активная часть которого выполнена кольце- 2о вой, и расположенную по ходу пучка первичного излучения мишень в виде полого тела врашения, помещенные в защитный экран с коллиматором. Этот двухступенчатый источник предназначен для использования с детекторами, имеюшими малые чувствительные поверхности, например Si (Li) -детекторами (2) .

Недостаток источников состоит в недостаточной эффективности использования первичного гамма- или рентгеновского излучения.

Цель изобретения — увеличение эффективности использования первичного гаммаили рентгеновского излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатом источнике рентгеновского излучения, содержашем радиоизотопный источник, активная часть которого выполнена кольцевой, и расположенную по ходу пучка первичного излучения мишень в виде полого тела вращения, помещенные в защитный экран с коллиматором, активная часть радиоизотопного источника расположена под углом d, равном 1З 4, к основанию мишени.

Внутренняя стенка полого тела вращения представляет собой боковую поверхность конуса, а наружная стенка — боковую поверхность цилиндра, при этом угол 2 нак972351

10

Формула изобретения

50 лона образующей конуса к его основанию составляет 23++ 6 .

На фиг. 1 изображена схема использования двухступенчатого источника рентгеновского излучения при рентгенофлуоресцентном анализе; на фиг. 2 — график зависимости относительной чувствительности (Я) при анализе молибдена от угла (at) наклона активной части источников при постоянном угле (at z) наклона; на фиг. 3 график зависимости относительной чувствительности (Е) при анализе молибдена от угла (,(2) наклона образующей конуса к его основанию при постоянном угле (dt) наклона.

Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа содержит защитный экран 1, коллиматор 2, радиоизотопный источник 3 первичного гамма- или рентгеновского излучения, корпус 4 источника, активный слой 5 источника, вторичную мишень 6 с цилиндрической боковой поверхностью 7, плоским кольцом 8, конической поверхностью 9, пробу 10 и детектор Il.

Вторичные мишени выбираются в зависимости от анализируемых элементов и используемых источников первичного излучения 24!д,109са, 171Tm 238рц и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Под действием первичного излучения радиоизотопных источников 3 во вторичной мишени 6 двухступенчатого источника рентгеновского излучения возбуждается вторичное характеристическое излучение, которое взаимодействует с элементами анализируемой пробы 10, с образованием при этом характеристического излучения элементов пробы. Это характеристическое излучение регистрируется детектором 6.

Предлагаемый двухступенчатый источник рентгеновского излучения, выполненный, например, с тремя источниками 241д,„активностью 600 МКи и вторичной кадмиевой мишенью позволяет проводить рентгенофлуоресцентный анализ элементов от кальция до рутения в пределах концентрации от процентов (Ca — Т! ) до тысячных долей процента (As Rb, Мо) при 10 мин измерения, заменяя при этом во многих случаях более короткоживущие и дорогостоящие источники излучения 109с, 125 и т.д. При использовании подходящей вторичной мишени двухступенчатые источники рентгеновского излучения более эффективны для рентгенофлуоресцентного анализа проб, чем источники

241, используемые при прямом облучении проб. Например, двухступенчатый источник с кадмиевой мишенью и источниками 24!А диаметром 8 мм и высотой 6 мм, и при значениях at = 13 + 4 и 2= 23 +- 6 при анализе Мо (О,lajî ) в 1,2 раза эффективнее по количеству импульсов в пике (без фона) и в

2 раза лучше по соотношению сигнал/шум, чем источники 241 п,, используемые при прямом облучении пробы.

При определении оптимального значения угла 1 установлено значительное влияние значения углов z на относительную чувствительность анализа Е (фиг. 2). Из графика видно, что при значении att = 9 и 17

E. изменяется от 1 до 1,1 и при а(1= 9—

19 Е изменяется от 1 до 1,2. Исходя из этих данных, установлено, что отклонения от величины угла At=13 не должны быть больше, чем 4. При определении оптимального значения угла 2 установлено, что при

atz= 17 и 19 относительная чувствительность анализа Е изменяется от I до — 1,1 (фиг. 3) . Это изменение вполне допустимо и величина отклонения для 4z++-6.

Пример. Используют двухступенчатый источник рентгеновского излучения с радиоактивными источниками 241 „„общей активностью 800 мки и бариевой мишенью, который позволяет проводить рентгенофлуоресцентный анализ серебра в геологических образцах с учетом матричного эффекта по измерениям некогерентного рассеянного излучения. При этом достигнута чувствительность анализа серебра в геологических образцах с разными матрицами: (1 — 2) 104% для легких и средних матриц (с эффективными атомными номерами Z 10 — 17); (2 — 4) 10 % для более тяжелых матриц (Z l7 — 22) при 30-ти минутном измерении. Эти результаты по чувствительности на уровне с лучшими результатами, полученными при анализе серебра гамма-активационным методом на микротроне и превосходят их, поскольку дают возможность учитывать эффект поглощения рентгеновского излучения серебра в геологической пробе по рассеянному излучению. Полученные результаты на порядок лучше по чувствительности, чем результаты, полученные нейтронно-активационным методом на микротроне.

1. Двухступенчатый источник рентгеновского излучения, содержащий радиоизотопный источник, активная часть которого выполнена кольцевой, и расположенную по ходу пучка первичного излучения мишень в виде полого тела вращения, помещенные в защитный экран с коллиматором, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования первичного излучения, активная часть радиоизотопного источника расположена под углом (, =

=13+4" к основанию мишени.

2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя стенка полого тела вращения представляет собой боковую поверхность конуса, а наружная стенка — боковую поверхность цилиндра, при этом угол наклона образующей конуса к его основанию составл яет dz = 23 +- 6 .

97235!

Фиг. /

/,б

/2

/О

Я /4 /8 Л Яб 30 /4 g(()

Фиг 3

Составитель Т. Владимирова

Редактор С. Юско Техред И. Верес Корректор Ю.Макаренко

Заказ 8062/ 33 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Якубович А. Л. и др. Ядернофизические методы анализа минерального сырья.

М., Атомиздат, 1973, с. 255.

2. Мамиконян С. В. Аппаратура и методы флуоресцентного рентгено-радиометрического анализа, М., Атомиздат, 1976, с. !15 (прототип).