Рентгеновский дифференциальный фильтр Советский патент 1982 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к технике рентгеноспектральных измерений, а точнее к рентгеновским фильтрам, предназначенным для измерения спектров рентгеновского излучения, испускаемого, например, лазерной электроннои ионнопучковой плазмой, плазменным фокусом, устройствами с линейным 9 пинчем, токомакс1ми, рентгеновскими трубкё ш и пушками.

Известны дифракционные рентгеновские спектрометры с кристаллами или рвиетками, дающие хорошее спектральное разрешение, однако являющиеся .узкополосными, имеющие низкую светосилу и трудности разрешения спектра . во времени 1

Известно также устройство, использующее поглощение, в котором рентгеновское излучение поглощается парой находящихся рядом в одной плоскости фольги, изготовленных из разных химических элементов или из одного элемента, но разной толщины. Расположенные за фольгой рентгеновские дефекторы имеют одинаковые спектральные характеристики, и по отношению их выходных сигналов измеряют спектр рентгенонского излучення 2.

Используемый в Этом устройстве способ контроля сравнительно прост, требует, однако знания типа спектра при его применении.

Наиболее близким к предлагаемому является реитгеиовский дифференциальный фильтр, содержгиций две расположенные рядом в одной плоскости фольги, изготовленные из разных хи10мических элементов,, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ее пропускание совпадает с пропусканием фольги из более тяжелого элемента за К-краем поглощения

15 этой фольги f 3j.

Недостаток этого фильтра состоит в том, что К-края поглощения элементов, пригодных для изготовления пластииок, распределены неравномер20но с возрастанием атомных номеров и поэтому имеются широкие энергетические дигтазоны, в которых нельзя измерить спектр с помощью известного устройства.

25

Цель изобретения - расширение области спектральных измерений и повьааеииё точности измерения спектра рентгеновского излучения.

Указанная цель достигается тем,

30 что в рентгеновском днфференциальном фильтре, содержащем две распсхпоженные рядом а одной плоскости фольги, изготовленные из разных химических элементов, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ее пропускание совпадает с пропусканием фольги из более тяжелого элемен та за его К-крабм поглощения, более легкий элемент выбран из условия полного поглощения излучения фольгой из этого элемента перед его К-краем поглощения, а толщина фольги из более тяжелого элемента выбрана так, что ширина спектра пропускания перед К-краем поглощения тяжелого элемента равна измеряемому энергетическому интервалу. На фиг.1 представлена схема устро ства, в которой установлен предлагаемый фильтр; на фиг.2 - схематическое распределение интенсивности излy чения по энергиям после прохождения фольги из более легкого химического элемента (пунктирная кривая) и фольги из более тяжелого элемента (сплош ная кривая). Устройство для анализа спектра рентгеновского излучения, показанно схематически на фиг.1, содержит две фольги 1 из различных химических элементов, на направляет поток 2 анализируемого рентгеновского излучения, два детектора 3/ установленные за пластинками, выхода которых присоединены к входам измерителя 4 разностного сигнала. Измерение спектра посредством устройства, содержащего предлагаемый дифференциальный фильтр, поясняет график, приведенный на фиг.2. На графике показана зависимость эффективности, регистрации рентгеновск го излучения (произведение пропускания фольги на спектральную чувствительность рентгеновского детектора) от энергии рентгеновского кванта Е для каждого из детекторов в отдельности. Разность сигналов с детекторов (измеренная устройством 4-) пропорциональна энергии рентгеновского спектра в интервале ( Е, EJL) . Этот энергетический, интервал, как видно из графика, ограничен со стороны квантов более высоких энергий К-краем поглощения элемента более тяжелой фольги, а со стороны квантов более низких энергий пропусканием этой фольги перед К-краем Изменение толщины фольги меняют шири ну измеряемого энергетического интервала, увеличение толщины смещает пропускание более тяжелой фольги перед К-краем ближе к К-краю и, таким образом, сужает энергетический интервал, уменьшение толщины смещае пропускание, наоборот, дальше от К-края и, следовательно, расширяет энергетический интервал. Для измерения энергии спектра в интервёше 0,7г-1,5б кэВ можно использовать фольгу из At толщиной {йд{) 5 MKMV и из Be с dgj. 290 мкм. Если фольги Щ и Бе выполнить толщиной 15 мкм и 900 мкм, соответственно, то измеряемый интервал спектра сужается до 1,1-1,56 кэВ. Энергию спектра в интервгше 1,6-4,5 кэВ можно измерять с помощью фильтра из S.C и мкм, Ае 5 мкм). Для Сужения интервала до 3,0-4,5 кэВ следует изменить толщину фольги до 65 мкм и 230 мкм, соответственно. Энергию спектра в интервале 3339 КЭВ можно измерить-,используя фильтр из фольги Ln (dj и Sn (dg|, 1 мм). Предлагаемое техническое решение раапиряет область спектральных исследований, так как дает возможность производить измерения-рентгеновского спектра в диапазоне энергий меньшем 4 кэВ, для которого невозможно изготовить фильтры, если использовать известное решение. Формула изобретения Рентгеновский дифференциальный фильтр, содержащий две расположенные РИДОМ в одной плоскости фольги, изготовленные из разных химических, элементов, причем толщина фольги из более легкого элемента такова, что ее пропускание совпадает с пропусканием фольги из более тяжелого элемента за его К-краем поглощения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона спектральных измерений и повышения точности измерений, более легкий элемент выбран из условия полного поглощения излучения фольгой из- этого элемента перед его К-краем поглощения, а толщина фольги из более тяже о о элемента выбрана так, что ширина спектра пропускания перед К-краем поглощения тяжелого элемента равна измеряемому .энергетическому интервалу. Источники инфоЕ 1ации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пресняков Л.П. Рентгеновская спектроскопия высокотемпературной плазмы. УФН, 1976, т.119, вып.1, с. 49. 2. F.C. et аЕ. Continued Radiation in the X-ray and Visible Regions froma MagneticafEy Compressed Plasma. .Rev, 1960, 119, 3, p. 843-856. 3.Д.Джонсон, Система регистрации спектров импульсов испускаемого плазмой рентгеновского излучения длительностью порядка наносекунд. Прибор для научных исследований 1974, 2, с. 47-51 (поототип).