Монохроматор рентгеновскихлучЕй Советский патент 1981 года по МПК G01N23/20 

(54) МОНОХРОМАТОРОРЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

1

Изобретение относится к устройствам монохроматиэации рентгеновского излучения, предназначе,нным для ра-. боты в рентгеновских дифрактометрах.

Для монохроматизации рентгеновс ких лучей используют их брэгговские отражения от совериенных монокристаллов .

Известен монохроматор рентгеновских лучей, содержащий два монокристалла и поворотные держатели монокристаллов, причем первый из монокристаллов выполнен в виде плоской пластины, а второй - в виде, моноблока с прорезью, боковые грани которой служат отражающими плоскостями tl .

Недостаток известного монохроматора состоит в том, что при изменении угла дифракции первого кристалла изменяется направление хода лучей в монохроматоре и второй кристалл необходимо поворачивать вокруг оси поворотов первого кристалла для того, чтобы отраженный рентгеновский луч попадал на отражающую плоскость второго кристалла. Это требует введения дополнительного поворотного механизма, что приводит к усложнению конструкции монохроматора и увеличению его габаритных размеров.

Наиболее, близким к предлагаемому является монохроматор рентгеновских лучей, содержащий два монокристалла в виде моноблоков с прорезями, боковые.грани которих служат отражающими плоскостями, и поворотное устройство монокристаллов с осями поворота, соединенное с поворотным тэычагом.

О В качестве поворотного устройства используют установленную на неподвижном основании ось вращения, на которой закреплен монокристгшл, соединенный с осью рычаг и механизм ручного

15 или автоматического перемещения рычага от микрометрической подачи. Ос-, новной деталью механизма перемещения рычага служит микрометр, к торцу винта которого с помощью пружины прижит

20 мается конец рычага. Поворотом винта перемедают рычаг, чем и осуществляют необходимый для юстировки монохроматора поворот закрепленного на оси монокристалла. Отсчеты по микрометру

25 служат для определения угла поворота. Монохроматизация осуществляется при отражении пучка рентгеновских лучей боковыми гранями прорези сначала первого, а затем второго монокристаллов С2.

Однако конструкция указанного монохрюматора сложна, поскольку содержит индивидуальные поворотные устройс.тва каждого из монокристаллов, устайовленные друг от друга на расстоянии, определяемом их габаритными размерами. Это приводит к увеличению га16аритных размеров монохроматооа в целом, а также к снижению интенсивности используемого излучения из-за увеличения длины хода лучей в монохроматоре.

Использование известных монохроматоров в качестве анализатора, определяющего, например, изменение брэгговского угла отражения рентгеновского луча от исследуемого кристалла при yk.-cx)nst, требует дополнительного устройства для поворота вокруг общей оси расположенных на расстоянии узлов монохроматора, что также усложняет его конструкцию. Для преодоления недостатков известного монохроматора целесообразно совместить оси пово- ротов обоих монокристаллов. Но при совмещении оси, по крайней мере, один из монокристаллов оказывается в известных конструкциях вынесенным на значительное расстояние от оси, что приводит к нежелательному его линейному перемещению при повороте и ограничивает возможность юстировки.

Цель изобретения - упрощение конструкции монохроматора путем совмещения осей поворота монокристаллов.

Поставленная цель достигается тем, что в монохроматоре рентгеновских лучей, содержащем два монокристалла в виде моноблоков с прорезями, боковые грани которых служат отражающими плоскостями, и поворотное устройство монокристсшлов с осями поворота, соединенное с поворотным рычагом, один из монокристаллов установлен в прорези другого,, ось поворота внешнего монокристалла выполнена в виде подвижной втулки, в которой установлена ось поворота внутреннего монокристалла, причем ось ijOBOpOTa монокристалла и втулка снабжены.соединенным с поворотным рычагом кольцом со стопорными винтами для одновременного или попеременного соединения кольца с осью и втулкой.

На фиг.1 представлена схема размещения монокристаллов; на фиг. 2 - поворотное устройство, разрез.

Рентгеновский луч 1 проходит через внешний монокристалл 2 и внутренний монокристалл 3, размещенные в корпусе 4 поворотного устройства, содержащего втулку 5, ось б, рычаг 7, кольцо 8, стопорные винты 9-12.

Основанием монохроматора служит корпус 4. Внутри корпуса расположена с возможностью поворота втулка 5, на торце которой прикреплен внешний монокристалл 2. Во втулке 5 установлена ось 6, на торце которой закреплен

внутрений монокристалл 3, расположенный внутри прорези монокристалла 2. На верхнюю часть корпуса, выполненную в виде цилиндра, установлено с возможностью поворота кольцо 8 со стопорными винтами 9 и 11, служащими для фиксации кольца 8 к втулке 5 и к оси 6, В верхней цилиндрической части корпуса через прорези в кольце установлены стопорные винты 10 и 12, служащие для фиксации втулки 5 и оси 6 к корпусу 4. В нижней части корпуса расположены окна со щелевыми устройствами для входа и выхода рентгеновского луча 1. С кольцом В скреплен рычаг 7, посредством которого подачами от микрометрического винта осуществляют поворот кольца вместе с монок рис таллами,

Монохроматор работает следующим образом.

Рентгеновский луч 1 направляют под углом дифракции на внешний монокристалл 2, Отразившись от первой боковой грани его прорези, луч падает на расположенный к нему под углом дифракции внутренний монокристалл 3, где претерпевает последовательные отражения от первой и второй грани прорези и направляется под углом дифракции на вторую грань прорези внешнего монокристалла 2, после отражения от которой падает на исследуe 1Ый объект ,

Юстировку монохроматора производят в следующей последовательности. Втулку 5 вместе с прикрепленным к ней внешним монокристаллом 2 вставляют в корпус 4. Винтом 9 соединяют ее с .кольцом 8. Поворотом рлчага 7 находят положение втулки 5, при котором имеет место отражение рентгеновского луча гранями прорези монокристалла 2. Винтом 10 фиксируют положение втулки 5 на корпусе 4 и, открепляя винт 9, отсоединяют втулку 5 от кольца 8. Ось б вместе с прикрепленным к ней внутреним монокристаллом 3 вставляют во втулку 5. При этом монокристалл 3 располгается в прорези монокристалла 2. Винтом 11 соединяют ось б с кольцом 8.Поворотами рычага 7 находят положение оси б, при ко,тором отраженный гранями прорези монокристалла 2 рентгеновский луч отражается также и гранями прорези монокристалла 3. Винтом 11 соединяют ось б с корпусом 4 и отжимают винт 11, освобождая ось б от крепления с кольцом 8,

Для работы монохроматора в качестве анализатора втулку 5 и ось б соединяют с кольцом 8, затем, отжимая винты 10 и 12, освобождают их от крепления с корпусом 4.

Таким образом, два расположенных на расстоянии индивидуальных узла монохроматора заменены одним; исключен необходимый для работы монохроматора в качестве анализатора дополнительный механизм поворота монокристаллов вокруг общей оси. В результате упрощена конструкция,сокращены габаритные размеры монохроматора и как следствие сокргццения габаритных размеров увеличена интенсивность падающих на исследуемый объект рентгеновских лучей за счет сокращения длины их хода в монохроматоре. Формула изобретения Монохроматор рентгеновских лучей, содержащий два монокристалла в виде моноблоков с прорезями, боковые грани которых служат отражакядими плоскостями, и поворотное устройство монокристаллов с осими поворота, соединенное с поворотным рычагом, отличающийся тем, что, с, цель упрощения конструкции монохроматора путем совмещения осей поворота, один из монокристаллов установлен в прорези другого, ось поворота Йнешнего монокристалла выполнена в виде подвижной втулки, в Которой установлена ось поворота внутреннего монокристалла, причем ось поворота внутреннего монокристалла и втулка снабжены соединенным с поворотным рычагом кольцом со стопорными винтами для одновременного или попеременного соединения кольца с осью и втулкой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Hashizume Н. lida А., Kohra К. А multiple crystal system for high stainsensitivity X-ray topography and. it applications. - Japan J.Appl. Phys., 1975, 14, №19,p.. 1433. 2.Nikiforov J.Ja., Zakharov J.G., Ur.dy J. To the theor y of three-aud four-crystal X-ray spectrometers. Czechosl. J. Phys., 1975, 25, 7, p. 723.