Рентгеновский спектрометр Советский патент 1984 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к исследованию физичесю х и химических свойс вещества с помощью рентгеновского и лучения и может быть использовано при конструировании рентгеновских спектрометров. Известен рентгеновский спектрометр систем I ДРУС, содержащий источник рентгеновского излучения, изогнутый кристалл-монохрОматор, установленный с возможностью поворо та вокруг оси, совпадаюш.ей с одной из образующих цилиндрической поверх ности кристалла, детектор и синусны механизм для обеспечения фокусировкг рентгеновского излучения, отраженного от кристалла-монохроматора, на щели детектора Cl. Извгстен рентгеновский спектрометр, содержащий источник рентгенов кого излучения, изогнутый кристаллмонохроматор, держатель образца и детектор, причем кристалл-монохроматор и детектор установлены с возможностью перемещения один относ тельно другого вдоль прямолинейных направляющих С 2. Однако использование в известных спектрометрах в качестве источников рентгеновского излучения щирокофокусных рентгеновских трубок не позволяет получить высокую мощность из лучения и ограничивает их возможнос ти, Наиболее близким к изобретению является рентгеновский спектрометр , содержащий источник рентгенов ского излучения, держатель образца, а также кристалл-монохроматор с уст ройством для изгиба кристалла и детектор, установленные с возможность вращения вокруг оси, совпгщающей с одной из образующих цилиндрической поверхности кристалла-монохроматора причем детектор установлен с возмож ностью вращения с удвоенной скоростью вращения кристалла-монохроматора Сз . Недостаток этого устройства состоит в том, что для обеспечения фокусировки рентгеновского излучения на щели детектора применяется сложное прецизионное кинематическое устройство, осуществляющее поступательные перемещения узлов рентгенов кой трубки и детектора, причем заданная величина радиуса изгиба кристалла-монохроматора ограничи522вает увеличение светосилы спектрометра, что усложняет исследование рентгеновских спектров.. Целью изобретения является увеличение светосилы спектрометра при упрощении его конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновском спектрометре, содержащем источник рентгеновского излучения, держатель образца, ее также кристалл-монохроматор с устройством для изгиба кристалла и детектор, установленные с возможностью вращения вокруг оси, совпадаюЦей с одной из образующих цилиндрической поверхности кристалла-монохроматора, причем детектор установлен с возможностью вращения с удвоенной скоростью вращения кристалла-монохроматора, устройство для изгиба кристалла-монохроматора снабжено приводом и системой синхронизации изгиба с поворотом кристалла-монохроматора. На чертеже показан предлагаемый спектрометр. Рентгеновский спектрометр содержит неподвижную рентгеновскую трубку 1 с линейным фокусом F, расположенным на окружности радиуса , кристалл-монохроматор 2 с устройством 3 для его изгиба, установленным на оси О, проходящей через центр указанной окружности и совпадающей с одной из образукяцих цилиндрической поверхности кристалла, с возможностью вращения относительно нее, привод 4 и устройство 5 синхронизации изгиба кристалла с его поворотом, образец 6 с держателем, а также детектор 7, щель 8 которого также расположена иа указанной окружности радиуса R, установленный с возможностью вращения относительно оси О с угловой скоростью, вдвое превышающей скорость вращения кристалла-монохроматора и. Устройство работает следукицим образом, Для исследования рентгеновских спектров, в частности спектров поглощения, в широком энергетическом диапазоне кристалл-монохроматор, поворачиваясь вокруг оси О, отбирает в ормозном спектре рентгеновской трубки 1 излучение с необходимой длиой волны Л в соответствии с уравением Вульфа-Брегга 2d . ля того, чтобы монохроматизироанное излучение от кристалла-монохроматора 2, пройдя через поглощающи образец 6, фокусировалось на щели 8 детектора 7, с помощью привода 4 и системл 5 синхронизации в процессе съемки спектра радиус изгиба кристал ла-монохроматора изменяется с тем, чтобы выполнялось условие фокусировкиК„81пв Кд, где RO - радиус окружности, на которой расположен неподвижный фокус F рентгеновской трубки 1 и по которой движется щель 8 детектора 7; б - текущий угол Вульфа-Брэгга R - переменный радиус изгиба кристапла-монохроматора 2. Привод 4 и система 5 синхронизаци могут быть реализованы в виде кулачкового механизма, соединенного систе мой рычагов с устройством для изгиба кристалла. В таком варианте параметры конструкции привода и системы синхронизации определяются в соответствии с исследуемым интервалом энергий спектра. Рентгеновский спектрометр обеспечивает интенсивность рентгеновского излучения, падающего на образец от кристапла-монохроматора кварца 1340, равную 10 имп/с, и разрешения в области углов 0 20-70 не хуже 5 эВ. По сравнению с известным предла гаемый рентгеновский спектрометр обеспечивает увеличение светосил. с ростом в без использования сложных в изготовлении и настройке прецизионных кинематических устройств, перемещающих узлы рентгеновской трубки и детектора. Светосила спектрометра определяется как где k - коэффициент, определяемый размерами рабочей поверхности и от-ражательными способностями кристалла и параметрами фохапьной щели; R - радиус изгиба кристалла. Благодаря изменению радиуса изгиба б л обеспечивается Sin б рост светосилы по сравнению с известным устройством B(, где R - радиус изгиба кристалла-монохроматора в известном,устройстве. При этом на углах 60 -увеличение светосилы составляет величину ,3 (R-400 мм }, Исключение поступательного движения источника рентгеновского излучения и детектора приводит к существенному упрощению устройства, при этом светосила спектрометра увеличивается в зависимости от угла Вульфа-Брегга до четырех раз, что позволит расширить круг исследуемых веществ.

РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца, а также кристалл-монохроматор с устройством для изгиба кристалла и детектор, установленные с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с одной из образующих цилиндрической поверхности кристалла-монохроматора, причем детектор установлен с возможностью вращения с удвоенной скоростью вращения кристалла-монохроматора, о тличающийся тем, что, с uteлью увеличения светосилы спектрометра при упрощении конструкции, устройство для изгиба кристалла-монохронатора снабжено приводом и системой синхронизации изгиба с поворотом крист алла-монохроматор а.