Способ настройки малоугловой рентгеновской камеры в синхротронном излучении Советский патент 1986 года по МПК G01N23/201 

Изобретение относится к рентгенострук- турному анализу и касается способов настройки аппаратуры в синхротронном излучении (СИ) для малоугловых рентгендифрак- ционных исследований.

Цель изобретения - повышение точности и ускорение настройки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема расположения элементов в малоугловой рентгеновской камере для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2-8- виды картин с экрана устройства визуализации, полученные при последовательном осуществлении операций способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Пучок синхронного излучения, выходящий из источника СИ, формируется системой 1 коллимации в требуемом рентгеновском диапазоне с заданной степенью монохроматичности. Как пример в дальнейшем рассматривается юстировка камеры в меридиональной плоскости, в которой и регистрируется дифракционная картина. Последний по ходу пучка элемент 2 системы 1 коллимации, например фокусирующее зеркало полного внещнего отражения, формирует размер изображения источника в меридиональном сечении, который регистрируется линейным координатным детектором 3. По ходу пучка установлены переменный ослабитель 4, сре дства диафрагмирования с щтор ками 5 и 6, объект 7 исследования, ловушка 8 с набором пластин 9 переменной плотности, которые установлены непосредственно перед входным окном детектора 3, связанного с многоканальным устройством 10 визуализации.

В начале юстировки отводят от колли- мированного рентгеновского пучка шторки 5 и 6, ослабитель 4 и объект 7. Затем перекрывают полностью интенсивность пучка перед детектором 3 путем перемещения в ло- вущке 8 пластин 9. Размер Я пластин 9 в направлении регистрируемой рентгенограммы и расстояние А от элемента 2 до шторок 5 и 6 определяются из геометрии рентге- нооптической схемы малоугловой камеры и требуемого малоуглового разрешения, исходя из максимального периода d структуры объекта 7 исследования, по следующим выражениям:

() Г 1 {A- -acosc(.)a sina L Л+В+acosa

+niq7gs(a-sma-z)+2(z+A); (л ОЖ /т-0,5);

T a+2-E.(I..sma+v4-VH: - 26-0,,5т),

Vо-

гдev - 2(z-fA+26-V|-);

6- пространственное разрешение детектора;

.

0

5

0

5

5

5

0

0

0

Z- размер изображения источника в направлении регистрируемой рентгенограммы;

L - длина элемента системы коллимации,, формирующего сечение пучка с размером z;

а - угол скольжения рентгеновского пучка к рабочей поверхности элемента системы коллимации;

A,B,V,L - расстояния в схеме по фиг. 1; v - длина волны, рентгеновского излучения.

Последующими операциями осуществляется ВЫВО.Д ловушки 8 из пучка в меридиональном направлении и уменьшение интенсивности падающего на детектор 3 пучка путем введения в него ослабителя 4. Плотность ослабителя 4 увеличивается по мере движения его на рентгеновский пучок. Интенсивность пучка изменяют до величины, соответствующей интегральной недогрузке детектора 3. При этом на экране устройства 10 визуализации наблюдается картина, показанная на фиг. 2. При следующей операции перемещают ловушку 8 на пучок до регистрации детектором 3 минимальной интенсивности фонового пика на краю пластины 9 (фиг. 3), а затем увеличивают загрузку детектора 3 путем вывода ослабителя 4 из пучка или увеличения мощности работы источника (фиг. 4). Последующее перемещение ловушки 8 сочетают с измерением амплитуд пиков фона на краях пластины 9. Ловушку 8 останавливают при равенстве указанных амплитуд (фиг. 5). Затем осуш,ествляют последовательные операции по увеличению загрузки детектора 3 до максимальной величины и перемещению ловушки 8 на пучок до тех пор, пока максимальные амплитуды пиков фона по краям пластины 9 не сравняются между собой. Увеличение загрузки детектора 3 осуществляют сначала путем вывода ослабителя 4 из пучка, а затем при недостаточной загрузке детектора 3 путем увеличения мощности работы источника. Этими операциями завершается юстировка ловущки 8, и пластина 9 устанавливается симметрично относительно индикатору рассеянного излучения.

Уменьшение рассеянного излучения осуществляют путем надвигания сначала одной шторки 5 на пучок и одновременной регистрации амплитуды пика фона на том краю пластины 9, который расположен с противоположной стороны к перемещаемой шторке 5. При возникновении всплеска амплитуды отводят шторку 5 в противоположном направлении до минимальной величины регистрируемой амплитуды и фиксируют ее (фиг. 6). Дальнейшее уменьшение рассеянного излучения осуществляют при юсти- poBfce второй щторки 6 аналогичными операциями. Результат полной юстировки шторок 5 и 6 показан на фиг. 7.

Для окончательной юстировки малоугловой рентгеновской камеры в синхронный пучок вводят объект 7 исследования и регистрируют от него дифракционную картину. Затем увеличивают загрузку детектора 3 путем перемещения в ловушке 8 пластин 9. Фиксируют в пучке пластину 9 такой плотности, чтобы максимальная интенсивность прошедшего через нее пучка (нулевой порядок дифракционной картины) сравнялась с максимальной интенсивностью наиболее сильного рефлекса дифракционной картины (фиг. 8).

Формула изобретения

Способ настройки малоугловой рентгеновской камеры в синхротронном излучении, заключающийся в регулировании интенсивности рентгеновского пучка переменным ослабителем, минимизации уровня рассеянного излучения щторками средств диафрагмирования, регистрации дифракционной картины от объекта исследования и введении ловушки рентгеновского пучка для защиты детектора от перегрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения настройки, посредством введенных в ловушку пластин переменной плотности полностью перекрывают рентгеновский пучок перед детектором, выводят ловушку из пучка, посредством введения в пучок переменного ослабителя уменьшают интенсивность падающего на детектор пучка до уровня, соответствующего интегральной недогрузке детектора, вводят ловушку в пучок до падения интенсивности рентгеновского излучения на краю ловушки до минимума, увеличивают интенсивность падающего на ловушку пучка, измеряют амплитуды пиков на краях пластины ловушки и перемещают эту пластину

0 до выравнивания указанных амплитуд при последовательном увеличении загрузки детектора до максимальной величины, после чего осуществляют минимизацию уровня рассеянного излучения путем поочередного надвигания на пучок шторок средств диафрагмирования, при этом регистрируют амплитуду пика на противоположном перемещаемой шторке краю пластины ловушки и фиксируют соответствующую шторку при минимальной амплитуде указанного пика, вводят в пучок объект исследования, регистрируют максимальную интенсивность наиболее сильного рефлекса дифракционной картины, путем перемещения в ловущке пластин переменной плотности пропускают на детектор отражения нулевого порядка дифрак5 ционной картины и фиксируют пластину по достижении заданного соотнощения, предпочтительно равенства, регистрируемых детектором максимальных интенсивностей указанного рефлекса и отражения нулевого порядка.

5

0

ФигЛ

Пластина лоВумки

Фиг. 2

Jу////л Фиг.З

V////J у

ybv/yv/iV

Фиг.6

.5

Точность настройки малоугловой рентгеновской камеры в син.хротронном излучении увеличивают путем установки ловушки рентгеновского пучка перед детектором таким образом, чтобы имеюшиеся по ее краям фоновые пики имели одинаковую амплитуду при максимальной загрузке детектора, и установки шторок средств диафрагмирования первичного пучка таким образом, чтобы амплитуды этих фоновых пиков имели минимальную величину. Кроме том. путем выбора толшины пластины ловуики устанавливают равенство регистрируемых детектором интенсивностей нулевого порядка отражения и наиболее сильного рефлекса дифракционной картины. 8 ил. to j ел со о: со