Двухступенчатый источник рентгеновского излучения Советский патент 1982 года по МПК G01N23/223 

(54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ИСТОЧНИК РЕНТГЕНОВСКОГО

1

Изобретение относится к источникам излучения и предназначено для возбуждения характеристического излучения элементов в пробе при рентгенофлуоресцентном анализе с использованием детекторов с малыми чувствительными поверхностями, например Si (Li)-детекторы.

Известен двухступенчатый источник рентгеновского излучения для возбуждения характеристического излучения элементов в пробе, состоящий из источника первичного гамма- или рентгеновского излучения и мишени в виде плоской пластинки. Вторич-ное излучение мишени при взаимодействии с элементами пробы возбуждает характеристическое излучение этих элементов, которое регистрируется детектором рентгеновского излучения 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухступенчатый источник рентгеновского излучения, содержащий радиоизотопйый источник, активная часть которого выполнена кольцевой, и расположенную по ходу пучка первичного излучения мищень в виде полого тела вращения, помещенные в защитный экран с коллиматором. Этот двухступенчатый

ИЗЛУЧЕНИЯ

ИСТОЧНИК предназначен для использования с детекторами, имеющими малые чувствительные поверхности, например Si(Li)-детекторами 2.

Недостаток источников состоит в недостаточной эффективности использования первичного гамма- или рентгеновского излучения.

Цель изобретения - увеличение эффективности использования первичного гаммаили рентгеновского излучения.

10

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатом источнике рентгеновского излучения, содержащем радиоизотопный источник, активная часть которого выполнена кольцевой, и расположенную по ходу

15 пучка первичного излучения мишень в виде полого тела вращения, помещенные в защитный экран с коллиматором, активная часть радиоизотопного источника расположена под углом oL), равном 13 ±4°, к ос20нованию мишени.

Внутренняя стенка полого тела вращения представляет собой боковую поверхность конуса, а наружная стенка - боковую поверхность цилиндра, при этом угол 2 наклона образующей конуса к его основанию составляет 23±6°. На фиг. I изображена схема использования двухступенчатого источника рентгеновского излучения при рентгенофлуоресцентном анализе; на фиг. 2 - график зависимости относительной чувствительности () прн анализе молибдена от угла (di) наклона активной части источников при постоянном угле (а.2) наклона; на фиг. 3 - график зависимости относительной чувствительности (.) при анализе молибдена от угла (0(2) наклона образующей конуса к его основанию при постоянном угле (о(|) наклона. Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа содержит защитный экран 1, коллиматор 2, радиоизотопный источник 3 первичного гамма- или рентгеновского излучения, корпус 4 источника, активный слой 5 источника, вторичную мищень 6 с цилиндрической боковой поверхностью 7, плоским кольцом 8, конической поверхностью 9, пробу 10 и детектор 11. Вторичные мищени выбираются в зависимости от анализируемых элементов и используемых источников первичного излучения 241;,109cd, 171тт. т.д. .(J---inirU Устройство работает следующим обраПод действием первичного излучения радиоизотопных источников 3 во вторичной мишени 6 двухступенчатого источника рентгеновского излучения возбуждается вторичное характеристическое излучение, которое взаимодействует с элементами анализируемой пробы 10, с образованием при этом характеристического излучения элементов пробы. Это характеристическое излучение регистрируется детектором 6. Предлагаемый двухступенчатый источник рентгеновского излучения, выполненный, например, с тремя источниками зктивностью 600 МКи и вторичной кадмиевой мищенью позволяет проводить рентгенофлуоресцентный анализ элементов от кальция до рутения в пределах концентрации от процентов (Са-Т|) до тысячных долей процента (As Rb, Mo) при 10 мин измерения, заменяя при этом во многих случаях более короткоживущие и дорогостоящие источники излучения 109cd, 125i и т.д. При использовании подходящей вторичной мищени двухступенчатые источники рентгеновского излучения более эффективны для рентгенофлуоресцентного анализа проб, чем источники , используемые при прямом облучении проб. Например, двухступенчатый источник с кадмиевой мищенью и источниками 241А„ диаметром 8 мм и высотой б мм, и при значениях о(, 13±4° и 6° при анализе Мо (0,) в 1,2 раза эффективнее по количеству импульсов в пике (без фона) и в 2 раза лучше по соотнощению сигнал/щум, чем источники 241,,, используемые при прямом облучении пробы. При определении оптимального значения угла ot( установлено значительное влияние значения углов 2 на относительную чувствительность анализа (фиг. 2). Из графика видно, что при значении 9 и 17° изменяется от 1 до 1,1 и при 19° изменяется от 1 до 1,2. Исходя из этих данных, установлено, что отклонения от величины угла 13° не должны быть больше, чем ±4. При определении оптимального значения угла установлено, что при и 19° относительная чувствительность анализа изменяется от 1 до 1,1 (фиг. 3). Это изменение вполне допустимо и величина отклонения для . Пример. Используют двухступенчатый источник рентгеновского излучения с радиоактивными источниками 241; общей активностью 800 мки и бариевой мищенью, который позволяет проводить рентгенофлуоресцентный анализ серебра в геологических образцах с учетом матричного эффекта по измерениям некогерентного рассеянного излучения. При этом достигнута чувствительность анализа серебра в геологических образцах с разными матрицами: (1-2) 10°/о для легких и средних матриц (с эффектив-7 1Л1-74ными атомными номерами г ф 10-17); (2-4) для более тяжелых матриц (Zjcp 17-22) при 30-ти минутном измерении. Эти результаты по чувствительности На уровне с лучшими результатами, полученными при анализе серебра гамма-активационным Методом на микротроне и превосходят их, поскольку дают возможность учитывать эффект поглощения рентгеновского излучения серебра в геологической пробе по рассеянному излучению. Полученные результаты на порядок лучще по чувствительности, чем результаты, полученные нейтронно-активационным методом на микротроне. Формула изобретения 1.Двухступенчатый источник рентгеновского излучения, содержащий радиоизотопный источник, активная часть которого выполнена кольцевой, и расположенную по ходу пучка первичного излучения мищень в виде полого тела вращения, помещенные в защитный экран с коллиматором, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности использования первичного излучения, активная часть радиоизотопного источника расположена под углом 13±4° к основанию мишени. 2.Источник по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя стенка полого тела вращения представляет собой боковую поверхность конуса, а наружная стенка - боковую поверхность цилиндра, при этом угол наклона образующей конуса к его основанию составляет о(2 23±6°.