РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОАНАЛИЗАТОР Советский патент 1974 года по МПК G01N23/207 

Предлагаемый рентгеновский микроанализатор предназначен для локального рентгеноспектрального анализа легких элементов и является усовершенствованием микроанализатора по авт. св. № 202571. В известных устройствах, использующих способ бескристального анализа, анализаторами рентгеновского излучения легких элементов служат фокусирующие вогнутые сферические зеркала, на поверхность которых наносятся покрытия из металла, полистирола или другого вещества. Коэффициент R отражения такнх зеркал является функцией длины волны, зависящей от материала покрытия и угла а падения излучения на зеркало. Соответствующим подбором углов и покрытий удается полностью отрезать коротковолновое излучение с длиной волны Ккр и таким образом определить Ку - линию анализируемого элемента от /(,,-линий п коротковолнового фона элементов с большим атомным номером, присутствующих в образце. Цель изобретения - улучшить разделение линий легких элементов с соседними или близкими атомными номерами и ослабить коротковолновый фон. Это достигается тем, что между образцом и счетчико.м установлены идентичные зеркала одинаковых размеров с одинаковым покрытием, например из металла, полистирола и т. п., и иод одним тем же углом падении к направленшо рентгеновского луча, последовательно отражающие в счетчик излучение анализируемых элементов. Сменные зеркала могут быть смонтированы на каретке, иеремещающейся в плоскости, перпендикулярной плоскости круга Роуланда. В качестве детекторов можно применять пропорциональные счетчики с малым давлением газа без принудительной циркуляции с тонкими пленками, слабо поглощающими ультрамягкое рентгеновское излучение. Принципиальная схема устройства показана на чертеже. На пути рентгеновского пучка между образцом } и счетчиком 2 устанавливается не одно, а два идентичных зеркала 3 и 4, последовательно отражающих п фокусирующих в счетчик рентгеновское излучение, идущее от образца. Применение двух последовательно расположенных на пути пучка зеркал позволяет значительно viy4me отделить /(.,-линию аналнзируемого элемента с атомным ноAtepOM Z от /С-,-линий элементов с большим, чем Z, атомным номером и от коротковолнового фона. В известной схеме с одним зеркалом отношение регистрируемых счетчиком пнтексмвностей/Cj - двух соседних легких элемеитов равнялось отношению коэффициентов отражения q - для длин (ч) волн 1 и 2 /Са -линий ЭТИХ элембнтов и обычно не иревышало 10-15. При использова/(,) НИИ двух зеркал это отношение q . для тех же элементо В становится равным 100-200. Это означает, что ири анализе элемента с атомным номером Z с г1омош,ыо двух последовательно расположенных зеркал удается ирактически полностью отрезать мешаюш,ее коротковолновое, излучение элемента Z + 1 и коротковолновый фон. Ослабление /С,, - линии анализируемого элемента Z ири этом незначительно, так.каК величина /(t) близка к единице. Например, анализируя бор в смеси с углеродом, можно в 100-200 раз ослабить интенсивность мешающей Ка -линии углерода, а интенсивность /С - линии бора ослабляется при этом лишь на 10-20%. Выигрыш оказывается еще более значительным, если разница атомных номеров анализируемого и мешающего элементов больше единицы. В случае, когда анализируемый легкий элемент имеет атомный номер Z больший, чем вес наполнителя (матрицы), например в случае анализа углерода или бора в бериллии, для ослабления /С -линии мешающего элемента (бериллия) в приставке может быть использован фильтр 5, устанавливаемый на пути отраженного рентгеновского пучка между вторым зеркалом 4 и счетчиком. Фильтр представляет собой набор окощек, закрытых пленками из нитоцеллюлозы различной толщины. Коэффициент пропускания таких пленок уменьшается с увеличением длины волны рентгеновского излучения и тем сильнее, чем больше толщина иленки. Перекрывая пучок иленкой определенной толщины, можно заметно ослабить интенсивность /Сд - линий ,ач таких элементов, как оериллии и литии, почти не уменьшая интенсивности /(а - линий элементов с ббльшим атомныл номером, например бора и углерода. Эффективность регистрации /(., - излучения наиболее легких элементов, бериллия и лития, существенно зависит от толщины пленки, закрывающей входное окно счетчика. В данной схеме вместо ирименяемых во всех современных микроанализаторах проточных счетчиков, работающих при атмосферпом давлении газовой смеси и имеющих сравнительно толстую пленку во входном .окне, используются пропорциональные счетчики е малым давлением газа и тонкими пленками. При дифференциальном анализе легких элементов методом отражательных фильтров используются зеркала с различными .покрытиями, углами паден-ия а и, следовательно, разными радиусами изгиба, число которых определяется числом анализируемых элементов и которые в процессе работы поочередно устанавливаются в рабочее положение на круг фокусировки Роуланда. Предлагаемое устройство отличается от устройства по авг. св. Afb 202571 способом установки зеркал. Сменные зеркала смонтированы одно над другим в каретке 6, которая перемещается в плоскости, перпендикулярной плоскости круга Роуланда (иоследняя совпадает с плоскостью чертежа). Зеркала устанавливаются в рабочее иоложение вертикальным перемещением каретки. Такой способ установки п смены зеркал обеспечивает больщую точность ф)п сации центра зеркал в рабочем положении под определенным углом а падения к падающему пучку, что необходимо для строгого выполнения условий фокуспровкп излучения. Па чертеже показано только одпо из зеркал, установленных на каретке, зеркало 3. Рентгеновский пучок от образца гЕадает иа центр этого зеркала под углом кь Углы падения для других зеркал каретки равны «2. сбз и т. д. Зеркала 4, 7 и 8, последовательно отражающие и фокусирующие в щель счетчика пучок, идущпй от каждого пз зеркал, смонтированных на каретке 6, установлены неподвижно, причем углы падения ai, aj, 0:3 равны углам иадения для соответствующих зеркал, расположенных на каретке. Счетчик и фильтр 5 могут перемещаться в плоскости круга Роуланда независимо друг от друга. В рабочем положении входная щель счетчика .устанавливается на расстоянии от центра зеркал 4, 7 или 8, равном фокальному расстоянию, которое одинаково для всех зеркал. Имиульсы от счетчика поступают в предварительный усилитель 9 и далее- в регистрирующую схему микроанализатора. Предмет изобретения 1.Рептгеиовский микроанализатор ио авт. св. № 202571, отличающийся тем, что, с целью улучшения разделения линий легких элементов с соседними или близкими атомными номерами и ослабления коротковолнового фона, между образцом и счетчиком установлены идентичные зеркала одинаковых размеров с одинаковым покрытием, напрпмер из металла, полистирола и т. п., и под одним и тем же углом падения к направлению рентгеновского луча, последовательно отражающие в счетчик излучение анализируемых элементов. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сменные зеркала смонтпрованы на каретке, перемещающейся в плоскости, перпендикулярной плоскости круга Роуланда. 3.Устройство ио пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в качестве детекторов применены пропорциональные счетчики с малым давлением газа без принудительной циркуляции с тонкими пленками, слабо поглощающими ультрамягкое рентгеновское излучение.