Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа Советский патент 1991 года по МПК G01N23/223 

Изобретение относится к устройст™ вам для рентгенофлуоресцентного анализа элементного состава вещества, используется в аналитической яимии ц при анализе материалов сложного химического состава.

Целью изобретения является увеличение светосилы .при одновременном подавлении фона рассеянного от образ- 10 ца излучения,

Схема устройства приведена на чертеже, где на фиг.I изображен вид с торца держателя образца; на фиг,2 - разрез вдоль оси сферического рассей- is вателя. .

Устройство содержит рассеиватель 5 вьтолненный в виде полусферы, источник 2 излучения, держатель 3 образца, выполненный, например, в виде 20 полого цилиндра без торцовьпс стенок. Между источником 2 и держателем 3 образца внутри полости рассеивателя расположен защитный экран 4. Этот экран может быть выполиен с д;вумя 25 проемамк в виде секторов для пролета первичных и рассеянные квантов. Коллиматор 5 детектора 6 направлен на держатель образца, а к выходу детек гора подключен вход регистрирующей 30 аппаратуры 7, предназначенной доя накопления и обработки спектров излучения образца. Б качестве детектора. 6 используется полупроводниковый детектор .

Рабочей поверхностью рассеивателя 1 является его внутренняя поверхность. На этой сферической поверкнос- тй радиуса R, расположен фокус рент-. геновской трубки (на фиГг. 1 показан до именно фокус источника), В устройст™ во введена диафрагма 8 с отверстием 9f, расположенным на этой же сферичес- кой поверкностк днаг йтралько протнйо- полржно фокусу источника 2. Держа- 45 тель 3 образца расположен за даафраг- мой 8 и вып-олнен с возможность расположения обраэн а 0 на цилямдричес- кой поверхности радиуса Rj, образухг- щая которой совмещена с осью сфера, §д проходящей через фокус источнике 2 и ценч отверстия 9,

Коллш атор 5 выпоянеч с плоскопа раллельными каналами I1 (коллиматор типа Соялера), перпендикулярными gg осям цилиндра и сферы. Кроме того, коллиматор 5 снабжен выходной диафрагмой 12 с щелью 13, расположенной на цилиндрической поверхности радиуса- RJ диаметрально противоположно образующей, совмещенной с осью сферы Держатель 3 образца, коллиматор 5 и детектор 6 расположены с противоположной рассеивателго 1 стороны плоскости основания полусферы таким образом, чтобы пучки излучений, прошедших через отверстие 9, попадали на два образца 10. Образец 0 может быть выполнен в виде части полого цилиндра (трубы) с радиусом внутренней поверхности Rg. В держатель 3 образца вставляются дЗва идентичных образ- ца и закрепляются например, с помощью зажимов или же с помощью других креплений в зависимости от конкретного исполнения и вида образца. При анализе тонких образцов типа фильтровальных бумагJ фольг и лент их можно изогнуть по цилиндру при их креплении на держателе, например, В эшолнен- ном в виде изогнутой по цилиндру рамки.

Диафрагмы 8 и I2 и коллиматор 5 выполне сменными. Наибольшая светосила достигается при формировании двух сиьметричных систем пучков (фиг,2). Для формирования первичных пучков, изменения их апертуры илк положения могут использоваться дополнительные входные диафрагг-ш. Так, можно ввести сменную входную диафрагму между истоЧ1шком 2 я рассеквате- лем 1 с отверстия дйя формирования пучков.

Устройство работает следукяцим образом.

Гамма-кванты от источника 2 попадают на рассеиватель 1, откуда рассеянное излучение выходит через отверстие 9 и попадает на образцы 10. Часть попавших на образец квантов возбуждает сигнал - характеристическое излучение огфеделяемых элеиеш Ьв а часть рассеивается. Излучение образца регистрируется вдоль :электри- ческих векторов пада 01дшс на его поверхность квантов, поэтому рассеянная компонента излуче}тя образца, являющаяся фоновьм излучением, имеет минимальную вероятность попадания в детектор 6,

Степень подавления фона рассеянного излучения и светосилу устройства .можно регулировать изменением размеров отверстий и щелей, через которые проходят пучки. Чем меньше ия размеры, тем вьппе степень подавления фока но тем меньше и светосила. Оптимальное соотношение размеров.зависит от конкретных условий и может быть подобрано экспериментальным путем,

Раствор пучка вдоль плоскостей рассеяния (В) выбирается таким образом, чтобы все рассеянные в направлении, отверстия 9 кванты попали на по- верхность цилиндрического образца ограниченной высоты h.

В устройстве можно использовать как пол ризатор Баркла с рассеивате- лем из легких плотных материалов, так и поляризаторы по Брэггу с монокристаллами, на которых возможно дифракционное рассеяние характеристического рентгеновского излучения источника на угол 265 порядка 90. Кроме них, в поляризаторах можно использовать вторичные мишени из тяжелых элементов. У таких мишеней рассеянная компонента излучения будет поляризована.

Для одйовременного возбуждения элементов в широком диапазоне атомных номеров, включая и тяжелые элементы, предпочтительно использовать поляризаторы Баркла. При этом рассей ватели могут быть слоистыми. Например, можно выполнить рассеиватель из слоев следукщей последовательности: бериллий, карбид бора,.алюминий и т.д. Применение слоистых рассеивате- лей позволяет уменьшить толщину слоя даняцего вклад в отраженное излучение без существенного уменьшения коэффициента отражения (альбедо). Это позволяет несколько уменьшить радиус рассеиватепя. Основным же достоинством слоистых рассеивателей является возможность эффективной поляризации излучения в более широком энергетическом, диапазоне по сравнению с одно род1Я1)ми рассеивателями.

В предлагаемом устройстве радиус R рассеиватеутя может быть выбран порядаа 3-5 см и более. В целом выбор того или иного рассеивателя и ,его размеров зависит от поставленных

задач.

Основными требованиями к источнику являются: большой угол раствора рабочего пучка, малый размер фокуЬно- го пятна, возможность работы при значениях высокого напряжения порядка 150 кВ, большая мощность. Диафрагмы должны быть непрозрачны для рентгеновского излучения. Угловое разрешение каналов коллиматора может составлять от 1-2 градусов до 8-10 градусов.

Формула изобретения

Устройство для рентгенофлуоресцент- ного анализа, содержащее источник рентгеновского или гамма-тизлучения, рассеиватель для поляризации излучения источника, держатель образца, защитный экран расположенный между источником и держателем образца, детектор излучения с коллиматором, направленным на держатель образца, и регистрирующую аппаратуру, вход которой соединен с выходом детектора, отличающееся тем, что, с целью увеличения светосилы при одновременном подавлении фона рассеянного от образца излучения, рабочая поверхность рассеивателя. выполнена в виде части сферической поверхности, на которой расположен фокус источника, введена диафрагма с отверстием, расположенным на этой же поверхности диаметрально противоположно фокусу источника, а держатель образца раэмещен за дй афрагмой и выполнен с возможностью изгиба образца по цилиндрической поверхности, образующая которой совмещена с осью сферы, проходящей через фокус источника, при этом коллиматор детектора вьтоянен с плоскопараллель- иыми каналами, перпендикулярными оси цилиндрической поверхности, и снабжен выходной диафрагмой со щелью, , расположеииой на этой же цилиндрической поверхиости диаметрально противо- ее образующей, совмещенной .с осыо сферы.

«

f2

Изобретение относится к устрой- СТВШ4 для рентгено уоресцентиого анализа элементного состава и используется в области аналитической химии при анализ е материалов сложного химического состава. Целью изобретения является увеличение светосилы при одновременной подавлении фона рас- -. сеянного от образца излучения. Устро ство содержит рассеиватель в виде полусферы. Фокус источника излучения расположен на сферической поверхности, совпадающей с полостью рассеива- теля. Рассеянное излучение проходит через отверстие в диафрагме, расположенное диаметрально противоположно фокусу источника. В устройстве используются изогнутые по цилиндру образцы. Образцы устанавливаются в держателе образцов по цилиндрической поверхности, образующая которой совмещена с осью сферы, проходящей через фокус источника. Коллиматор детектора выполнен с плоскопараллельными каналами, перпендикулярными оси этой цилиндрической поверхности. Кроме того, коллиматор снабжен выходной диафрагмой с щелью. Щель расположена на той же цилиндрической поверхности диаметрально противоположно образующей, совмещенной с осью сферы. В полости рассеивателя между источииком и держателем образца расположен защитный экран. 2 ип. оо tsd CD 00

Редактор H.Коляд

Заказ 1896 ,/ Г

Составитель В.Прос1Такова

Техред Л.Олийюк Корректор Л.В«скид

Тираж 409 ;Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Мбсква, Ж-35 Рауцская наб., д. 4/5

ПрЬиэяодственио-попиграфическое предприятие, f Ужгород, ул. Проектная 4