Рентгеновский спектрометр Советский патент 1982 года по МПК G01N23/223 

(54) РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР

1

Изобретение относится к рентгеноспектральным приборам для исследования количественного и качественного состава вещест ва, в частности, к рентгеновским флуоресцентным спектрометрам, с использованием кристалла-анализатора по Иоганссону, и 5 может найти широкое применение в лабораториях промышленных предприятий и научно-исследовательских институтов при анализе различных образцов.

Известен флуоресцентный ретгеновский ,о спектрометр, содержащий источник излучения, держатель с образцом, входную и выходную щели, кристалл-анализатор по Иоганссону, детектор рентгеновского излучения 1.

Наиболее близким техническим рещением is к предлагаемому является рентгеновский спектрометр, содержащий источник возбуждающего излучения, расположенные по ходу рентгеновского пучка держатель образца, размещенные на фокальной окружности 2о входную щель, кристалл-анализатор по Иоганссону и выходную щель, а также детектор 2.

Кромки входной и выходной щелей известных спектрометров, расположены в плоскостях, перпендикулярных плоскости фокального круга и среднему лучу, соответственно падающему на кристалл-анализатор, либо отраженному от него, а ширина входной щели S выбирается из соотношения

S D S0sin05,

где D - диаметр фокального круга;

60- мозаичность кристалл-анализатора;6g- брэгговский угол.

Недостатком этих спектрометров также является невысокая чувствительность.

Цель изобретения - повышение чувствительности рентгеновского спектрометра, использующего кристалл-анализатор по Иоганссону.

Указанная цель достигается тем, что в рентгеновском спектрометре, содержащем источник возбуждающего излучения, расположенные по ходу рентгеновского пучка держатель образца, размещенные на фокальной окружности входную щель, кристалл-анализатор по Иоганссону и выходную щель, а также детектор, входная щель размещена на фокальной окружности, так, что кромки

ее пересекают последнюю, а ширина щели S выбирается из условия выполнения равенства S D 66, где D - диаметр фокального круга;

56- мозаичность кристалла-анализатора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого спектрометра; на фиг. 2 и 3 - ход лучей соответственно в известном спектрометре и предлагаемом.

Рентгеновский спектрометр (фиг. 1) содержит источник 1 возбуждающего излучения, держатель с образцом 2, расположенные вне фокального круга 3, входную щель 4, кристалл-анализатор 5 по Иоганссону и выходную щель 6, расположенные на фокаль ном круге, детектор 7 излучения, расположенный за выходной щелью 6. Кромки входной щели 4 расположены на фокальной окружности 3, а щирина равна произведению диаметра фокального круга на мозаичность кристалл-анализатора.

Известный спектрометр работает следующим образом (фиг. 2).

Луч SO падает на кристалл под брэггов ским углом ©Б, луч SO, падает на кристалл под угломе - . Прямая NN (линия пересечения плоскости входной щели с плоскостью фокального круга) перпендикулярна среднему лучу SO, а отрезок SS равен 1/2DX S0 sin6) . Из точки S в точку А кристалла излучение падает под брэгговским углом, а отличие угла падения излучения в точку А из точки S превыщает (примерно равно д) и эффективность отражения для луча ЬА низка. Отличие угла падения лучей в точку А от брэгговского не превыщаеттолько для участка входной щели (луч проходит через ту же точку фокальной окружности, что луч SO).

Аналогичное рассмотрение для правой половины кристалла показывает, что условия отражения (отличие угла падения от брэгговского менее ) выполняется для участка прямой NN, превышающего 1/2D sin0B. Таким образом, при расположении входной щели перпендикулярно среднему лучу имеют место потери светосилы, пропорциональные отношению -|д- для левой половины кристалла и правой половины кристалла.. При построении светосильных схем (использовании кристаллов больших размеров) указанные отношения достигают 2-3.

Ход лучей в предлагаемом спектрометре следующий (фиг. 3).

Лучи SO и SO падают на кристалл соответственно под углами вви ВБ - Расстояние между точками S и S равно 1/2Е 60 . Отличие угла падения от брэгговского одинакового для всех лучей, исходящих из точки S (например, для луча SA) и равноПри полуширине входной щели SS -jD-69 .

кристалл отражает 0,8 If (У - коэффициент отражения) падающего на него монохроматического излучения.

Диапазон длин волн, отражаемых кристаллом, определяется диапазоном углов падения излучения на кристалл и составляет АХ 2dcos6 .

Сопоставление известного и предлагаемого спектрометров, показывает, что предлагаемый спектрометр имеет более высокую светосилу (приблизительно в -Щг- раз) и

5 более узкую полосу пропускания (приблизительно в раз). При построении светосильных схем с кристаллами больших раз меров выигрыш составляет 2-3 раза.

Таким образом, предлагаемый спектрометр при больших размерах кристалла позволяет получить значительный выигрыш в светосиле и контрастности, а следовательно и в пороговой чувствительности. Благодаря этому предлагаемый спектрометр позволяет расширить диапазон задач, рещаемых

5 рентгеноспектральным методом.

Формула изобретения

Рентгеновский спектрометр, содержа-щий источник возбуждающего излучения, расположенные по ходу рентгеновского пучка держатель образца, размещенные на фокальной окружности входную щель, кристалланализатор по Иоганссону и выходную щель, а также детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности, входная щель размещена на фокальной окружности так, что кромки ее пересекают последнюю , а ширина щели S выбирается из условия выполнения равенства S D-60, 0 где D диаметр фокального круга;

60- мозаичность кристалла-анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Анисович К. В., Буман А. И. Рентгеновский спектрометр с кристаллом-моно0 хроматором для количественного анализа. «Аппаратура и методы рентгеновского анализа, Л. «Машиностроение, 1975, вып. 17, с. 82-86 (прототип).