Флуоресцентный рентгеновский спектрометр Советский патент 1982 года по МПК G01N23/223 

Изобретение относится к рентгено спектральным приборам для исследования элементного состава вещества.

Флуоресцентный рентгеновский спектрометр по авт, ев о № бНЗбУ содержит рентгеновскую трубку, держатель пробы, фокусирующий кристалл-монохроматор и детектор рентгеновского излучения, причем расстояние от поверхности пробы до фокусного пятна рентгеновской трубки не превышает четверти высоты кристалла-анализатора, а расстояние до фокусирующей окружности не превышает четверти произведения диаметра фокусирующей ок- is ружности на отношение высоты кристалла-анализатора к его длине 1.

Описанный спектрометр не является .вакуумным, что не позволяет произ- 20 водить анализ на легкие элементы изза сильного поглощения мягкого рентгеновского излучения в воздухе. Если же элементы спектрометра установить

в вакуумной камере, то габариты спектрометра значительно увеличатся. Цель изобретения - расширение аналитических возможностей и уменьшение габаритов спектрометра,

Поставленная цель достигается тем, что во флуоресцентном рентгеновском спектрометре по авт, св. кристалл-анализатор и детектор уста новлены в вакуумной ,камере, а источник рентгеновского излучения и держатель пробы - вне вакуумной камеры, в которой выполнено щелевое окно для входа рентгеновского излучения, расположенное на фокусирующей окружности спектрометра, причем держатель пробы установлен таким образом, что расстояние между плоскостью фиксации пробы в держателе и щелевым окном не превышает (/б, где D диаметр фокусирующей окружности, а (/0 - мозаичность кристалла-анализатора „ При этом щелевое окно расположено в вершине конусообразного прилива, выполненного в вакуумной камере, при чем угловой раствор конуса равен угловой апертуре кристалла-анализатора На чертеже представлен один из вариантов выполнения флуоресцентного рентгеновского спектрометра 8 соответствии с изобретениеМо Спектрометр содержит вакуумный корпус 1 с конусообразным приливом 2f угловой раствор которого соответствует апертуре кристалл-анализатора 3, установленного внутри корпуса на фокусирующей окружности , Там же установлен и детектор рентгеновского излучения 5 с приводом совмест ного перемещения с кристалл-анализатором (не показан), В вершине конусообразного прилива 2, расположенной на фокусирующей окружности k выполнено щелевое вакуумноплотное окно б (органическая пленка, бериллий) для входа флуоресцентного излучения образца 7, устано ленного в держателе образца 8„ Держа тель образца 8 и источник рентгеновского излучения 9 выполненный, напр мер, в виде рентгеновской трубки с прострельным анодом, установлены вне вакуумного корпуса 1 спектрометра При этом рентгеновская трубка 9 f- oжет быть установлена по отношению к держателю образца 8 так, чтобы удель ная освещенность рабочей зоны образца составляла не менее 15 Z эрг/сек см, , Вт, где Z - атомный номер матё15йала |анода рентгеновской трубки, а сам держатель образца В установлен так, что рабочая поверхность образца 7 па раллельна образующей входно,го окна 6 и находится от него на расстоянии I, определяемом выражением 1 .10 Dtye где D - диаметр фокусирущей окружности, а сЛ0 - мозаичность кристаллаанализатораСпектрометр работает следующим об разом. Первичное излучение рентгеновской трубки 9 прострельного типа освещает образец 7 в котором возбуждается вторичное флуоресцентное рентгено скоа,-излучение„ Флуоресцентное излучение проходит через входное окно 6, расположенное на фокусирующей окружности и являющееся, таким образом одновременно входной щелью спектрометра, отражается от кристалла анализатора 3 и регистрируется детектором рентгеновского излучения 5, фокусируясь на его приемной щели. Возбужденная в пробе флуоресценция, особенно, ее длинно-волновая часть, соответствующая характеристическому излучению элементов от нату рия до титана, эффективно поглощается в воздухе, поэтому пробу целесообразно максимально приблизить к входному окну вакуумного объема„ Однако, конструктивно этому мешают как конфигурация окна (соотаетствуюш я сечению лучей в виде прямоугольника) так и необходимость близкого расположения к образцу рентгеновской трубки для обеспечения достаточной освещенности рабочей зоны. Наименьшее сечение лучей имеет место на фокусирующей окружности При этом минимальная ширина сечения определяется из условия дифракции на кристалле и равна величине OcfS, где D - диаметр фокусирующей окружности, - мозаичность кристалла-анализатора Для обычно исполь зуемых кристаллов () и диа.метров фокусирующих окружностей (D« ss-IDD-StfO мм) эта величина соответ- . ствует: ,1-0,5 мм. Этим и обусловлен выбор расположения входного щелевого окна на вершине конусного прилива корпуса, совпадающей с фокусирующей окружностью спектрометра. За счет же уменьшения габаритов этой вершины одновременно достигается наименьшая возможная площадь вакуумноплотного входного окна, что позволяет применить для окна материал с наименьшей толщиной (толщина окна возрастает с ростом его площади). А это обусловливает уменьшение поглощения флуоресцентного излучения в материале входного окна. Заметное поглощение излучения наиболее легкого в рассматриваемом диапазоне элемента (Na) в воздухе на ступает при laiOd iin-C другой стороны, при удалении образца от входного окна происходит частичная компенсация потери излучения за смет сбора излучения с большей площади образца. Подобная компенсация для На целесообразна для расстояний , т.е. во всяком случае при выполнении условия , что и определяет выбор этой величины в качестве граничной