Рентгеновский монохроматор Советский патент 1983 года по МПК G01N23/20 G21K1/06 

Изобретение относится к технической физик и предназначено для создания мощного монохроматического пужа рентгенопских лучей в электронном спектрометре.

Известен монохроматор, основанный на фокусировке ренпеновских лучей кристаллами, изогнутыми по цилиндрической и сферической поверхности.

В известном монохтюматоре излучение рентгеновской трубки фокусируется на образец, расположенный на одной окружности (окружности Роуланда) с кристаллом и трубкой 1,

Однако светосила такого монохроматора определяется размером кристаллов, а их размеры не могут значительно увеличены, так как увеличение апертуры излучения, падающего на кристалл, быстро ухудшает спектральное разрежение или монохроматичность.

Наиболее близким по технотеской сущности к нредлагаемому является рентгеновский моно хроматор для электронного спектрометра, выполненный в виде пластины с тремя расположенными вдоль одной прямой ячейками с колцевыми выступами, на которых установлены кристаллодержатели со сферически изогнутыми кристаллами,отражающие плоскости которых параллельны их поверхности.

Ячейки размещены по больщой окружности тороидальной поверхности, образованной вращением окружности Роуланда вокруг оси,-соединяющей источник излучения и детектор 2. Недостатком известного монохроматора является недостаточная светосила при заданной степени монохроматизации.

Целью монохроматора является повышение светосилы при сохранении степени монохроматизации излучения.

Поставленная цель достигается тем, что рен тгеновский монохроматор, выполненный в виде пластины с тремя расположенными па одной прямой ячейками с кольцевыми выступами, расположенными на их внутренней поверхности на которых установлены кристаллодержатели со сферически изогнутыми кристаллами, отражающие плоскости которых параллельны их поверхности, размещенными Ю большой окружности тороидальной поверхности, образованной вращением окруясности Роуланда вокруг оси, соедш1ЯЮ1цей источник излучения и детектор, снабжен дополнительными ячейками с .jVncTanjiaMH, расположенными на тороидальной поверхности таким образом, что их центры смещены относительно большой окружности тороидальной nosepxFiocTH и изготовленными

так, что отражагоп1ие плоскости наклонены к

I tf их поверхносги itoa углом а г J . где

V .- угол между нормгигыо к поверхност) кристаллов в точке кпсаиня и плоскослью большой окру/киости т()р()ил;1Л1,нпй поверхности, а каждый кристалл изогнут по сферической поверхности и ориентирован так, что нормали к отражаюпшм плоскостям в точке касания проходят ось тороидальной поверхности.

Причем .каждая дополнительная ячейка снабжена юстировочным устройством, расположенным на ее выступе.

Кроме того, юстировочное устройство выполнено в виде двух клиновидных колец с разными углами клиньев.

Целесообразно выбирать: угол Ч 4+10°, радиус изги.ба кристаллов R 300+ 1000 мм, радиус ячейки г 10+20 мм.

На.фиг. 1 изображен предложенный монохроматор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема юстировочного устройства в виде двух клиновидных колец; на фиг. 5 - схема пространственного расположения кристаллов; на фиг. 6 - расположение кристаллов в плоскости окружности Роуланда, проходящей через основной кристалл; на фиг. 7 - расположение кристаллов в плоскости окружности Роуланда, проходящей через дополнительные кристаллы.

Рентгеновский монохроматор включает в себя пластину 1 с тремя цилиндрическими ячейками 2 с кольцевыми 3, на которых уста 1овлены кристаллодер атели 4 со сферически изогнутыми кристаллами 5, дополнительными ячейками 6, в которые установлены кристаллодержатели 7 со сферически изогнутыЛШ кристаллами 8 с отражающими плоскостями, наклоненными к поверхности кристаллов. Каждая ячейка снабжена гостировочным устройством 9, состоящим из двух клиновидных колец 10, устанавливаемых на выступах 3.

На окружностях Роуланда (фиг. 5) в точках их пересечения расположены источники 11 излучения и приемник 12. При этом окружнос™ Роуланда включают в себя окружности 13, на которых расположены основные ячейки кристаллов, и окружности 14, на которых расположены дополнительные ячейки кристаллов с отражающими плоскостями.

Устройство работает следующим образом.

Цри определенной установке колец юстировочного устройства путем их поворота относительно друг друга кристалль занимают положение в пространстве, изображенное на фиг. 5.

В этом случае кристаллы располагаются касательно к тороидальной поверхности, образованной вращением окружности Роулан,иа вокруг оси, проходящей через источник П и приемник 12.

В плоскостях окружностей 13 (фиг. 6) монохроматор работает по схеме l o aiiii:i с дополнительной фокусировкой и н;||1|)ав.-1спии. перпендикулярном плоскости окружности Роуланда из-за сферического изгиба кристалла. В этом случае кристалла расположены на диаметрах окружностей 00. В плоскостях окружностей 14 расположены дополнительные ячейки (фиг. 7). В этом случае фокусировка рентгеновских лучей осуществляется кристаллами, расположенными вне диаметра 00, поэтому кристаллы вьтолнены с отражающими плоскостями, наклоненными к поверхностям кристаллов под углом $ +/2, где V - угол 10435 5 10 54 между осью дополнительной ячейки О О н диаметром окружности РЬуланда 00. Испытания данной конструкшт монохроматора с круглыми кристаллами квариз с радиусом г 15 мм, с отражающилот плоскостями шГо, изогнутыми по радиусу R 500 мм, дпя изучения рентгеновской трубки в спектральной линии А1К2(Д 8,2 Л) показали увеличение интенсивности излучения на образце более чем в 2 раза по сравнению с известной трехккристалшой конструкцией.

1. РЕНТП-ИОВСКИЙ МОНОХЮМАТОР, выполненный в виде шгастины с тремя расположенными вдоль одной прямой ячейками с кольцевыми выступами, на которых установл ны кристаллодержатели со сферически изогнуты ми кристаллами, отражающие нлоскости которых параллельны их поверхности, размещенными по большой окружности тороидальной поверхности, образованной вращением окружности Роуланда вокруг оси, соединяющей источник излучения и детектор, о т ли чаю ш и. и с я тем, что, с целью повышения светосилы при сохранении степени монохроматизации излучения, он снабжен дополнительными ячейками с кристаллами, расположенны ги на тороидальной поверхности так, .что их центры смещены относительно большой окружности тороидальной поверхности, и изготовленными так, что отражающие плоскости наклонены к их поверхностям под углом cL , где V угол между нормалью к поверхности кристаллов в точке касания и Г1лоскостью большой окружности тороидальной поверхности, а каждый криста;гл изогнут по сферической поверхности и ориентирован так, что нормали к отражающим плоскостям в точке касания проходят через ось тороидальной поверхности., 2.Монохроматор по п. 1, отличающий с я тем, что каждая дополнительная яшйка снабжена юстировочным устройством, расположенным на ее выступе. 3.Монохроматор по п. 2, о т л и ч 9 ю щ и и с я тем, что юстировочное устройство вьшолнено .в виде двух клиновидных колец с равными углами клиньев.