Многоканальный рентгеновский спектрометр Советский патент 1989 года по МПК G01N23/223 

1

Изобретение относится к рентгено- спектральным аппаратам количественного состава вещества, в частности к многоканальным кристалл-дифракционным рентгеновским флуоресцентным спектрометрам.

Цель изобретения - увеличение количества каналов при уменьшении габаритов спектрометра.

На фиг. 1 показана рентгенооптичес- кая схема спектрометра; на фиг. 2 - схема взаимного расположения анода и

держателя образца; на фиг. 3 - схема размещения спектрометрических каналов вокруг трубки; на фиг, 4 - распределение потока флуоресцентного излучения на поверхности образца. Многоканальный рентгеновский спектрометр содержит рентгеновскую трубку 1 с диаметром выходного окна d, держатель 2 анализируемого образца, спектрометрические каналы, размещенные вокруг рентгеновской трубки и включающие общую для всех каналов

входную щель 3, выполненную в форме кольца радиусом R, фокусирующие кристаллы-анализаторы 4 длиной L, выходные щели 5 и детекторы 6 рентгеновского излучения. Входная щель расположена в плоскости, параллельной плоскости установки поверхности образца в держателе на расстоянии h, не превышающем 0,5R, причем величина R выбрана в диапазоне

(0,5 - 1,0)fj;5.

Фокус рентгеновской трубки 1 расположен на расстоянии г, от поверх- ности образца, а центр образца - на расстоянии гг от входной щели.

Входная щель 3, фокусирующие кристаллы-анализаторы 4 и выходные щели 5 расположены на фокусирующей окруж- ности диаметром D.

С целью упрощения конструкции входная щель 3 может быть образована плоскостью цилиндрической части анодного узла рентгеновской трубки 1 и базовой поверхностью держателя 2 образца (фиг. 1).

Многоканальный рентгеновский спектрометр работает следующим образом.

Первичное излучение рентгеновской трубки 1 падает на поверхность образца, образуя зону освещения диамет- ... ром Ь. Флуоресцентное излучение этой зоны образца под углом проходит через кольцевую входную щель 3 и попас дает на фокусирующий кристалл-анализатор 4. Отраженное от кристалла-анализатора излучение фокусируется, проходит через выходную щель 5 и регистрируется соответствующим детектором 6 рентгеновского-излучения.

В основе выбора параметров спект- рометрии лежат следующие факторы.

Светосила спектрометра при увеличении расстояния от образца до входной щели г2 сохраняет свое значение до тех пор, пока зона освещения поверхности образца Ъ остается большей, чем проекция апертуры -кристалла (L/D) на плоскость образца, т.е. когда име ет место соотношение

,-

b „-.

Для рентгеновских трубок проJQ

5

20

2530

35

40

45

стрельного типа, применяемых в известных светосильных спектрометрах, эффективная зона освещения образца имеет диаметр, равный 4г . Этот вывод подтверждается полученной экспериментально зоной освещения, приведенной на фиг. 4.

Для достижения высокой светосилы спектрометра расстояние должно быть минимальным. Однако при значительном уменьшении г, угол наклона кристалла- анализатора 4 к плоскости образца У становится малым из-за затенения отбираемого пучка носовой частью анодного узла рентгеновской трубки.

При углах интенсивность излучения падает и на результаты измерений влияет широховатость поверхности образца.

Оптимальным является угол V, равный 30 . При таком угле отбора

d d г (

т.е. , и для Указанного ранее соотношенияd L

DС учетом связи между г2 и R, наилучшие результаты получаются при

R-(0,5-1)fj5.

При этом высота расположения кольцевой щели 3 над поверхностью образца h определяется из соотношения h , г,

R-372 d или, так как г, (при 30 ),

h6R/2.

Максимальное количество спектромет- рических каналов, которое может быть размещено в предлагаемой конструкции спектрометра в случае их расположения по окружности вокруг держателя образца при близких по длине хордах; например, при D sin0, равных 100 мм, и высоте кристаллов мм, будет равно примерно тридцати.

В случае использования мощных рентгеновских трубок кольцевая щель 3 может быть образована цилиндрической частью анодного узла (или деталью радиатора) этой трубки и держателем образца, что существенно упрощает конструкцию спектрометра.

Изобретение относится к рентгеноспектральным аппаратам количественного состава вещества, в частности к многоканальным кристалл-дифракционным рентгеновским флуоресцентным спектрометрам. Цель изобретения -увеличение количества каналов при уменьшении габаритов спектрометра. Сущность: входные щели спектрометрических каналов объединены в единую для всех каналов кольцевую щель радиусом R, расположенную в плоскости, параллельной плоскости установки поверхности образца в держателе и отстоящей от нее на расстоянии H, не превышающем 0,5R. Кольцевая входная щель образована цилиндрической частью анодного узла рентгеновской трубки и держателем образца. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Ъгпф Т

1//////////АI

zQSSLESZrи:

/ Л/с/

2rf

rt о

сригЛ

rt 7Г,

-х