Портативный многоканальный анализатор рентгеновского излучения Советский патент 1981 года по МПК G01N23/22 

{54) ПОРТАТИВНЫЙ МНОГСКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТСЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение огносигся к рентгенсхзпекгральным аппаратам количественного состава вещества, в частности к многоканальным бескристальным рентгеноспектральным анализаторам. Известен многоканальньй бескристальный рентгеновский анализатор, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца, селективные дифференциальные фильтры и детектор рентгеновского излучения TI. Недостатком этого анализатора является низкая избирательность и чувствительность, обусловленные высоким значением фонового рентгеновского излучения, а также большая статическая погрешность, связанная с необходимостью проведения двух отсчетов с последующим вычитанием. Наиболее близким к предлагаемому является многоканальный анализатор рентгеновского излучения, содержащий возбуждающий источник рентгеновского излучения с выходным окном, держатель образца, параллельный выходному окну, распопоженные симметрично вокруг возбуждающего источника рентгеновского излучения и де жателя образца, аналитические каналы в виде последовательно расположенных по пути флус есцентного излучения образца рентгеновских фильтров и вторичных излучателей с пропорциональными газовыми де текторами рентгеновского излучения . Недостатком этого анализатора является больщие массо-габаритные показатели, обусловленные конструкцией узкополосного детектора. В указанной кс«струкдии приемное окно детектора расположено параллельно оси анализируемсяго пуска рентген сжсксхго излучен ия,чт о вызьтает необходимость использования специального коллиматора, препятствующего попаданшо рентгеновского излучения непосредственно в окно детектора. Наличие коллиматора увеличивает расстояние от центра пробы до приемного окна детектора, увеличивает габариты детектора и не позволяет создать портативный многоканальный ана-г пйзатор. 38598 Цель изобретения - уменьшение габаритов и упрощение консгрукции при сокранении свегосилы. Указанная цель досгигаегся тем, чго в порга гивном многсжанальном анализагоре ренттеновского излучения, содержащем возбуждающий источник рентгеновского излучения с выходным окном, держатель оёразца, параллельный выходи ому. окну,, расположенные симметрично вокруг возбуждающего источника рентгеновского излучения и держателя образца аналитические каналы в виде последовательно расположенных по пути флуоресцентного излучения офазца рентгеновских фильтров и втс зичных излучателей с пропорциональными газовыми детекторами рентгеновского излучения с приемными окнами, держатель образца каждый вторичный излучатель и приемные окна детекторов располо- 20 жены параллельно друг другу, высота чувствительного обьема детектора Ь заключена в интервале от 0,3 /х,р до (где ук,р - оптическая плотность газа детектора для коротковолновой границы ана- 25 лизируемого диапазона длин волн), расстояние от вторичных излучателей до приемных оксн детекторов заключено в интервале O,31i до O,64i , край каждого детектора расположен относительно оптической оси возбуждающего источника рентгеновского излучения на расстоянии от -h до 24 На фиг. 1 изофажен один из возвожных вариантов выполнения портативного многоканального aяaлизaтqpa рентгеновского излучения;, на фиг. 2 - анализатор, вид сверху; на фиг. 3 и 4 - экспериментальные зависимости светосилы от расстояний. Многоканальный рентгеновский анализатор (фиг. 1 и 2) содержит рентгеновскую трубку 1 прострельного типа с выходным окном и держатель 2 образца параллельной вьк одному сжну, установленные друг от друга на расстоянии li фильтры 3, расположенные под углом к пучку рентгеновских лучей, исходящему от образца, вторичные излучатели 4, каждый из которых расположен от соответствующего детектора 5 рентгеновского излучения на расстоянии гп , не меньше трети толщины детектораti , т.е. /i , причем детекторы установлены аксиально относительно, оптической оси рентгеновской трубки на paccTQttHBB , лежащем в пределах от ti до 2ti . Каждый фильтр установлен на высоте от держателя образца на расстояний, большем п и меньшем , Держатель офазца и рентх новская трубка установлены друг от друга на расстоянии 5 10 15

сохранен ии его светосилы величина tt задается в интервале от 0,3//х.рдо 1-/ (где /4.j3 - оптическая плотность газа в детекторе). При этом э(||фективность детектора для коротковолновой области анализируемого диапазона длин волн составляет величину от 30 до 60%, т.е. вполне достаточную для сохранения светосилы ана1и , не превьпдающем высоты детектора ti , т.е. m i h Держатель образца, каждый вторичный излучатель и приемное окно каждого детектора расположены параллельно по отношен то друг к другу. Многоканальный анализатор рентгеновского излучения работает следующим образом. Первичное излучение рентгеновской трубки 1, падая на образец, закрепленный в держателе образца 2, возбуждает вторичное флуоресцентное характеристическое излучение, которое проходит через фильт-ры 3 и попадает на вторичные излучатели 4, после отражения от которых регистри-. руется соответствующими детекторами рентгеновского излучения 5. Приемное окно детектора 5 параллельно держателю образца с образцом 2. Это приводит к тоwyi что прямой пучок рентгеновского излучения от образца не попадает на приемное окно при отсутствии коллиматора, также не попадает на приемное окно детектоРа флуфесцентное излучение фильтра 3. С целью уменьшения габаритов анализа при лизатора и 1ОО% для более длинноволновой области спектра. С целью уменьшения габаритов край каждого детектора находится от оптической оси возбуждающего источника рентгеново- його кзлученкя йа расстогянии от -Vi до 2Н Прк уменьшении расстояния 1i происходит затемнение потока флуоресценции офазца краем детектора, при увеличении расстояния f 7 2ii происходит уменьшение угла отбора флуоресценции излучателя детектором. Это иллюстрируется графиком (фиг. 3), на котором представлена экспериментальная зависимость светосилы от расстояния. Для уменьшения габаритов выгодно излучатель 4 максимально приблизить к приемному окну детектора, однако как показывает экспериментальный результат (фиг. 4), такое приближение не приводит к повьпиению светосилы. Из графика (фиг. 4) видно, что оптимальное расстояние от втсричного излучателя до приемного окна детектора составляет величину от О,3 - O,64i . Таким образом, предлагаемая ренггено-опгическая схема многоканального анализатора, вьфаженная в консгрукгивном расположении элеменгов, позволяет уменьшить массо-габаригные показатели в 30 раз, в сравнении с известным квантометром КРАБ-2 при сохранении светосилы. Предлагаемый годовой экономический эффект от реализации изобретения в кшкретной модели многоканального анализатора рентгеновского излучеши может составить ЮО тыс .руб. в год на один прибор. мула изобр. етени Портативный многоканальный анализатор рентгеновского излучения, сод жащий возбуждающий источник рентгеновско го излучения с выходным окном, держатель образца, параллельный выходному окну, расположенные симметрично вокруг возбуждающего источника рентгеновского излучения и д жателя образца аналитические каналы в виде последовательно расположенных по пути флуоресцеттного расположенных по пути флуоресцентного излучения образна рентгеновских фильтро «ч. W /KwTIl TW и вторичных излучателей с пропорциональ 8 1 ыми газовыми детекторами рентгеновского излучения, с окнами, о тличающийс я-тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции при сохранении светосилы, держатель образца, каждый вторичный взлучатель и приемные окна детекторов располо-. жены параллельно друг другу, высота чувствительного объема детеялчч fi заключена в интервале от О, до l/of (где р - оптическая плотность газа в детекторе для коротковолновой границы ана-« лизирует ого диапазона длин волн), расстояние от вторичных излучателей до окон детекторов заключето в интервале 0, до 0,6fi , край каяадого детектора распотожен относитвлыю оптической оси возбуждающего источника рентгеновского излучения на расстояния oTVi до 21i . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рентгеновский анализат9Р типа РМА-1. Проспект Те С S ё С Англия, 1978.VDAU 9 2 Рентгеновский квантометр КРАБ-2. -. .ТГ ;:;: :..„..,; м . ИЛ Проспект В/О Техсна кспорт , М., (прототип;.

(Риг. 2

f 5

1

Л /Г/А;

(Рие.З

2т

f,t;)

ФигЛ