Коллиматор устройства для ретгенофлуоресцентного анализа Советский патент 1992 года по МПК G01N23/223 G21K1/02 

Изобретение относится к элементному анализу вещества и может применяться в различных областях промышленности, использующих рентгеновские методы исследования вещества.

Известен коллиматор рентгеновского излучения, включающий цилиндрический корпус с соосным каналом-отверстием постоянного диаметра.

Степень параллельности формируемого коллиматором пучка рентгеновского излучения зависит от диаметра и длины канала-отверстия коллиматора: чем меньше диаметр и больше длина канала-отверстия, тем выше степень параллельности прошедшего через коллиматор рентгеновского излучения.

Однако светосила коллиматора имеет обратную зависимость от диаметра и длины коллиматора, т.е. на практике приходится

идти на компромисс между требуемой степенью параллельности пучка рентгеновского излучения и его светосилой.

Кроме того, на степень размытости прошедшего через коллиматор рентгеновского излучения (Р И) оказывает существенное влияние:рассеивание первичного излучения на внутренней гладкой поверхности канала- отверстия коллиматора и характеристическое (вторичное) рентгеновское излучение (ХРИ) материала, из которого изготовлен коллиматор, возбуждаемое первичным РИ. Все это влияет на достоверность результатов анализов вещества, проводимых с использованием коллиматора.

Известен коллиматор рентгеновского излучения, включающий цилиндрический корпус с соосным каналом-отверстием переменного, уменьшающегося к выходу из коллиматора, диаметра.

Os

О

Степень размытости прошедшего через такой коллиматор РИ ниже, чем у коллиматора описанной выше конструкции, за счет уменьшения диаметра канала-отверстия к выходу из коллиматора,

Однако уменьшение диаметра канала- отверстия коллиматора и увеличение его длины по мере прохождения излучения по каналу обусловливает снижение светосилы коллиматора,

Наличие гладкой внутренней поверхности всех каналов коллиматора РИ обусловливает большую величину рассеянного первичного рентгеновского излучения и вторичного характеристического материала коллиматора под малыми углами, что приводит к размыванию первичного спектра РИ.

Кроме того, такой коллиматор сложен и неудобен в эксплуатации, так как для регулировки параметров выходящего из него излучения необходимо оперативно изменять диаметр и длины его внутренних каналов- отверстий, что невозможно вследствие монолитности конструкции. В этом случае приходится заменять весь коллиматор целиком.

Цель изобретения - повышение оперативности и удобства регулировки параметров.

В коллиматоре рентгеновского излучения, включающем цилиндрический корпус с соосным каналом-отверстием переменного диаметра, на внутренней поверхности канала-отверстия коллиматора нарезана резьба, в которую ввинчены по крайней мере две коллимирующие вставки с собственными внутренними каналами-отверстиями, поверхность которых выполнена в виде гофр.

На чертеже изображен предлагаемый коллиматор, продольный разрез.

На внутренней поверхности корпуса 1 коллиматора нарезана резьба 2, например метрическая, с треугольным профилем. В резьбу 2 в корпус 1 коллиматора ввинчены по меньшей мере две сменные коллимирующие вставки 3 с собственными внутренними каналами-отверстиями 4. Внутренняя поверхность каналов-отверстий 4, в свою очередь, выполнена в виде треугольных гофр 5. При этом первая от входного торца коллиматора вставка 3 установлена в нем жестко (зафиксирована), а вторая и последующие - с возможностью продольного перемещения. В случае наличия более двух вставок первые две из них имеют одинаковый внутренний коллимирующий диаметр, а последняя вставка - больший, чем у первых вставок.

Суммарная толщина гофр 5 превышает длину свободного пробега квантов первичного излучения в материале, из которого изготовлены вставки.

Коллиматор работает следующим образом.

Рентгеновское излучение от источника 6 попадает во внутренний канал-отверстия 4 вставки 3, жестко зафиксированной у

0 входного торца корпуса коллиматора. Через весь коллиматор проходит и выходит из внутреннего канала-отверстия 4 последней вставки 3 пучок 7 квантов первичного излучения, распространяющихся только парал5 лельно оси коллиматора или вдоль направлений, имеющих небольшие углы с осью коллиматора. Кванты 8 РИ, распространяющиеся под большими углами к оси коллиматора, попадая на треугольные гоф0 ры 5, рассеиваются на их шероховатой поверхности и поглощаются их материалом и, как следствие, не выходят за пределы коллиматора. Это обусловлено тем, что суммарная толщина гофр 5 вставок подобрана

5 превышающей длину свободного пробега квантов первичного излучения в материале, из которого изготовлены вставки. Кванты 9 первичного РИ, распространяющиеся по направлениям, минующим гофры первой

0 вставки 3, и попадающие на поверхность резьбы 2 внутреннего канала корпуса 1 частично им поглощаются, частично рассеиваются и возбуждают характеристическое рентгеновское излучение атомов материала

5 корпуса коллиматора. Такие рассеянное и характеристическое излучения поглощаются гофрами следующих вставок, в результате чего не происходит размывание первичного спектра источника рентгено0 вского излучения,ослабляется рассеянное излучение источника РИ на внутренних поверхностях коллиматора и вставок, т.е. параллельный пучок на выходе из коллиматора формируется практически в основном

5 из квантов первичного пучка, распространяющихся в направлениях, близких к оси каналов-отверстий 4 вставок 3.

Если появляется необходимость в повышении светосилы коллиматора, т.е. умень0 шении рабочей длины его внутреннего канала-отверстия и увеличении его диаметра, то в данной конструкции это легко осуществить оперативной (в процессе подготовки к измерению) заменой вставок с

5 другим внутренним диаметром, а также подбором расстояния между ними их перемещением. Аналогично осуществляют регулирование параметров выходящего из коллиматора излучения: оперативным (текущим) изменением диаметра и длин внутренних каналов-отверстий вставок, т.е. их подбором. Это значительно упрощает эксплуатацию коллиматоров и снижает расходы на проведение измерений.

Формула изобретения Коллиматор устройства для рентгено- флуоресцентного анализа, включающий цилиндрический корпус с соосным каналом- отверстием переменного диаметра, о т л и0

чающийся тем, что, с целью повышения оперативности и удобства регулировки параметров, на внутренней поверхности канала-отверстия выполнена резьба, а внутри него с возможностью перемещения по резьбе установлены по крайней мере два полые цилиндрические вставки, внутренняя поверхность которых выполнена гофрированной вдоль образующей.

Использование: изобретение относится к области элементного анализа вещества и может применяться в различных областях промышленности, использующих рентгеновские методы исследования вещества. Сущность изобретения: коллиматор состоит из цилиндрического корпуса с соосным каналом-отверстием, на поверхности которого выполнена резьба. Внутри этого канала с возможностью перемещения по резьбе установлены по крайней мере две полые цилиндрические вставки, внутренняя поверхность которых выполнена гофрированной вдоль образующей. 1 ил.