УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПУЧКАМИ РЕНТГЕНОВСКИХ И ГАММА-КВАНТОВ Советский патент 1998 года по МПК G21K1/00 

Изобретение относится к радиационной технике, к средствам управления пучками рентгеновских и гамма-квантов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности сборки.

На чертеже показана половина продольного сечения устройства для управления пучками рентгеновских и гамма-квантов.

Устройство для управления пучками рентгеновских и гамма-квантов содержит совокупность капилляров 1, сетки 2, через отверстия в которых пропущены капилляры 1, и жестко связанные между собой рамы 3, в которых закреплены сетки 2. Расстояния z между сетками выбраны из условия

где
E - модуль Юнга, кг/см²,
J - момент инерции площади поперечного сечения капилляров относительно нейтральной оси, см⁴;
q - вес капилляра на единицу длины, кг/см;
R_к - критический радиус изгиба капилляра, см.

Если концы капилляры 1 выведены из крайних сеток 2 и ничем не скреплены, то длина l таких свободных концов не должна превысить величину
Расстояние между отверстиями в каждой из сеток (шаг) и расстояние между сетками z выбирают таким образом, чтобы задать каждому слою капилляров необходимый изгиб. Значение параметра характеризующего материал и диаметр (внутренний и наружный) капилляра, определяют экспериментально. Для этого, закрепив один конец капилляра известной длины (l), измеряют прогиб (y) второго его конца под действием собственного веса. Затем рассчитывают α из выражения .

Центральный капилляр устройства, пронизывающий ряды, прямой - это оптическая ось рентгенооптической системы. Необходимый изгиб соседним слоям капилляров задают ряды сеток, шаг которых уменьшается по мере удаления от выхода устройства. Шаг сеток определяют из соотношения
,
где
n - номер слоя капилляра, считая от центрального;
x_i - расстояние от входа в устройство до i-й сетки;
F_n - угол относительно оси устройства, под которым капилляр ориентирован на источник излучения,
L_пр1, L_пр2 - длина прямолинейных участков капилляров на входе и выходе системы;
d_н - наружный диаметр капилляра;
L - длина устройства;
R_n - радиус изгиба капилляра n - слоя,
f - расстояние источника излучения до входа в устройство.

Устройство работает следующим образом. Приведенное на чертеже устройство предназначено для преобразования параллельного пучка в сходящийся или расходящегося пучка в параллельный. Рентгеновские или гамма-кванты попадают в капилляры 1 и проходят по ним, испытывая многократные полные отражения на зеркальных внутренних стенках капилляров. При падении параллельного пучка квантов справа указанный пучок преобразуется в пучок, сходящийся в фокус S устройства. Если в фокусе S устройства находится точечный источник рентгеновских или гамма-квантов, то устройство формирует с противоположной стороны параллельный пучок.

Условия выбора величины z и l обеспечивают изгиб капилляров 1 меньше критического, т. е. сохранение условий полного внешнего отражения рентгеновских и гамма-квантов на их внутренних стенках.

Патент США N 4143275, кл. 250-503, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 1322888, кл. G 21 K 7/00, 1985.

Изобретение относится к рентгенотехнике, к устройству для управления пучками рентгеновских и гамма-квантов, и может быть использовано в физике плазмы, медицине, геологии, рентгеновской астрономии и других областях. Для упрощения конструкции и повышения точности сборки устройства капилляры пропущены через ряды сеток, причем расстояние между сетками и длины свободных концов капилляров определяют из следующих соотношений , где J - момент инерции площади поперечного сечения капилляра относительно нейтральной оси, см⁴, E - модуль Юнга, кг/см²; q - вес погонного сантиметра капилляра, кг/см; R_к - критический радиус изгиба капилляра, см. 1 ил.

Устройство для управления пучками рентгеновских и гамма-квантов, содержащее совокупность капилляров и средства их фиксации в заданной конфигурации, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности сборки, средства фиксации капилляров выполнены в виде сеток, через отверстия которых пропущены капилляры, причем расстояния z между сетками выбраны из условия

где E - модуль Юнга, кг/см²;
J - момент инерции площади поперечного сечения капилляра относительно нейтральной оси, см⁴;
q - вес капилляра на единицу длины, кг/см;
R_к - критический радиус изгиба капилляра, см,
а шаг сеток задан соотношением

где n - номер слоя капилляра, считая от центрального;
х₁ - расстояние от входа в устройство до 1-й сетки;
f - расстояние от фокуса (источника излучения) до входа в устройство;
L - длина устройства;
L_п р 1, L_п р 2 - длина прямолинейных участков капилляров на входе и выходе устройства;
R_n - радиус изгиба капилляра n-го слоя,

F_n - угол относительно оси устройства, под которым капилляр ориентирован на фокус (источник излучения),

d_н - наружный диаметр капилляра.