Флуоресцентный рентгеновский спектрометр

-I

«- т, О П И С А Н Й Е 368535

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 29.VI.1971 (№ 1675005/26-25) с присоединенпем заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26Л.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 9.IV.1973

-М, Кл, G 01n 23/22

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621,386 (088.8) Авторы изобретения

К. В. Анисович и Н. И. Комяк

Заявитель

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР

Известны рентгеновские опектрометры, в которых;для уменьшения фонового излучения, а следовательно, повышения контрастности между рентгеновской трубкой и исследуемым объектом устанавливают рентгеновский фильтр, преобразующий нвпрерывный спектр рентгеновской трубки. Фильтр не пропускает ту часть спектра трубки, которая накладывается на исследуемый участок спектра флуоресценции объекта.

Недостаток известных флуоресцентных опектрометров состоит в том, что рентгеновские фильтры не имеют узких полос поглощения; фильтр поглощает не только излучение трубки, дающее фон, но и широкий интервал спектра трубки, вызывающий,флуоресценцию спектральных линий. Таким образом, вместе с фоном падает и интенсивность спектральных линий, что задерживает увеличение контрастности. Из-за незначительного увеличения контрастности линий, а также существенного снижения их интенсивности рентгеновские спектрометры с фильтрацией первичного излучения не нашли широкого, применения.

Цель изобретения — уменьшение фона в районе аналитической линии во флуоресцентном рентгеновском спектрометре, Для достижения этой цели между исследуемым объектом и рентгеновской трубкой устанавливают кристалл-дифракционпый фильтр, кристаллическая решетка которого ориентирована по отношению к оси первичного пучка под угламп Брэггя для длины волны аналитической линии.

Принцип действия кристаллического фильтра поясняется следующим образом.

Известно, что при прохождении рентгеновского излучения через кристаллическое тело коэффициент ослабления излучения обуслов10 лен массовым коэффициентом ослабления, который определяется химическим составом тела и пе связан с его кристаллической структурой. Это наблюдается до тех пор, пока рентгеновский луч пе падает на кристалл под уг15 лом Вульфа — Брэгга, прут котором 21 sin 0=3, (Π— угол падения, Х вЂ” длина падающей волны, d — межплоскостное расстояние для кристалла) . Когда луч падает под углом Вульфа — Брэтга, ослабление излучения резко воз20 растает за счет дифракцион ного отражения его от атомных, плоскостей кристалла, т. е. возникает явление так называемой «экстринкцни».

Используя это явление, из мононяправленного пучка, содержащего волны различных длин, 25 можно поочередно исклю.ать за счет сслективного поглощения ту или пную волну, поворачивая кристалл относительно первичного пучка так, чтобы менялся угол:падения О.

На фиг. 1 представлена схема предложенно30 го спектрометра, содержащая микрофокусный

368535 источник 1 рентгеновского излучения, кристаллический фильтр 2, исследуемый объект 8, кристалл-анализатор 4, детектор 5 рентгеновского излучения.

На фиг. 2 изображен участок спектра, реги- 5 стрируемый детектором при повороте кристалла-анализатора: а — при наличии кристаллдифракционного фильтра; б — при его отсутствии.

На фиг. 3 показан фильтр, состоящий из 10 г кристалл-дифракционных фильтров А и ооычных рентгBHOBc êèõ фильтров Б. ,Излучение от микрофокусной рентгеновской трубки 1 (фиг. 1) проходит через сферически или цилиндрически изогнутый кристалл, рас- 15 положенный так, чтобы угол между всеми .падающими из точечного фокуса трубки рентгеновскими лучами и сферически изогнутыми плоскостями кристалла равнялся О.

Толщи на пластины кристалла выбирается 20 такой, чтобы обеспечить достаточное число атомных слоев для достижения ослабления за счет экстинкции. Поскольку ослабление вследствие поглощения существенно отличается от ослабления вследствие дифракции волны длин, 25 для которых угол О не является брэгговским, практически не будут ослабляться в кристаллической пластине. Волна же длиной Х=

=2d sin О будет ослаблена. Меняя угол О, вырезают тот или иной участок спектра фо- 30 нового излучения, поскольку последний образуется за счет рассеяния первичного излучения трубки на исследуемом объекте. Если участок вырезаемого фонового излучения приходится на участок спектра, включающий ана- 35 литическую линию, то контрастность последней возрастет. Поскольку из первичного с пектра вырезается только узкая полоса спектра, которая к тому же не участвует в возбуждении флуоресценции самой линии, крис- 40 таллический фильтр не снижает интенсивности аналитической линии (фиг. 2,а).

Для достижения большего ослабления используют комбинированный фильтр, состоящий (фиг. 3) из чередующихся кристаллических А и обычных рентгеновских фильтров Б, Толщина фильтров А выбирается достаточной для наступления экстинкции. Как вид но из фиг. 3, излучение, проходя через верхний кристалл, разбивается на два луча равной интенсивности (прошедший и î Рр ажепный) .

Прошедший луч, проходя через фильтр Б, попадает на второй кристалл, в котором про исходит снова разбиение луча на прошедший и отраженный с ослаблением прошедшего луча вдвое. Отраженный луч выходя из стопки кристаллов, ! встречает на своем пути первыи кристалл стопки, от которого отражается половина его энергии. Этот дважды отраженный луч дает свой вклад в проходящее излучение, снижая ослабление фона в интересующем нас интервале спектра. Для уменьшения эффекта двойного отражения в стопке наряду с кристаллическими фильтрами имеются обычные рентгеновские фильтры Б.

Предмет изобретения

1. Флуоресцентный рентгеновский спектрометр, содержащий острофокусную рентгеновскую трубку, селективный фильтр, помещенный между рентгеновской трубкой и исследуемым объектом, кристалл — анализатор и детектор рентгеновского излучения, отличающийся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал — фон в области аналитической линии, фильтр выполнен в виде кристалла, кристаллическая решетка которого ориентирована .по отношению к оси первичного пучка под углами Брэгга для длины волны аналитической линии.

2. С пектрометр но п. 1, отличающийся тем, что фильтр составлен из чередующихся кристаллов и обычных рентгеновских фильтров.

Б

А

Составитель И. Петрова

Техред Г. Дворина

Корректор В. Жолудева

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

3 742/10 аказ Изд. Ко 190 Тираж 755 Подписное е Минист ов СССР

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытии при Совете Министр

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5