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Blendenanordnung zur Begrenzung eines Röntgenstrahlenbündels
Die Erfindung betrifft eine Blendenanordnung zur Begrenzung eines Röntgenstrahlenbündels in einem Gerät zur Aufnahme der unter kleinen Winkeln durch Versuchskörper gestreuten Röntgenstrahlen, bei welcher die in ihr enthaltenen Blenden die Blendenstreustrahlung auf der Seite des Röntgenstrahlenbündels, auf der die Streuung durch den Versuchskörper ermittelt wird, auf einen innerhalb des primären Röntgenstrahlenbündels liegenden Bereich begrenzen und mindestens drei in Richtung des Röntgenstrahlenbündels hintereinanderliegende einseitige kantenparallele Blenden vorgesehen sind, wobei mindestens eine Blende auf der einen Seite der Längsachse des Röntgenstrahlenbündels, mindestens zwei auf diese folgende,
zu einem Block zusammengefasste Blenden auf der andern Seite angeordnet sind und die der Eintrittsstelle des Röntgenstrahlenbündels zugewendete Stirnfläche des Blockes, dessen der ersten Blende abgewendete Kante gegebenenfalls abgerundet ist, die durch die Kanten der ersten und der letzten Blende gebildete Ebene schneidet.
Zur Untersuchung von Systemen, die Inhomogenitäten der Elektronendichte in kolloiden Bereichen aufweisen (Kolloide im allgemeinen und Makromoleküle), wird die Streuung von Röntgenstrahlen unter kleinen Winkeln herangezogen. In der Praxis entstehen dadurch Schwierigkeiten, dass die bekannten Einrichtungen zur Aufnahme von unter kleinen Winkeln gestreuten Röntgenstrahlen mit Fehlerquellen belastet sind, die der Genauigkeit der Messungen Grenzen setzen. Vor allem senden die zwecks feiner Ausblendung der Röntgenstrahlenbündel verwendeten Blenden in den bekannten Einrichtungen selbst Streustrahlung aus, die insbesondere unter kleinen Winkeln sehr intensiv wird und so die Untersuchung der Kolloide und Makromoleküle, die Röntgenstrahlen unter kleinen Winkeln streuen, überaus erschwert.
Zur Behebung der Nachteile der bekannten Einrichtungen wurde durch die deutsche Patentschrift Nr. 1002138 bereits eine Blendenanordnung bekannt, bei der die in ihr enthaltenen Blenden die Blendenstreustrahlung (Störstreuung) auf der Seite des Röntgenstrahlenbündels, auf der die Streuung durch den Versuchskörper ermittelt wird, auf einen innerhalb des primären Röntgenstrahlenbündels liegenden Bereich begrenzen, indem mindestens drei einseitige Blenden vorgesehen sind, deren Kanten in einer Ebene liegen, mindestens zwei nebeneinanderliegende dieser Blenden das Röntgenstrahlenbündel fokusfern auf der Seite begrenzen, auf welcher die Streuung durch den Versuchskörper gemessen wird, und mindestens eine dieser Blenden das Röntgenstrahlenbündel fokusnah auf der entgegengesetzten Seite begrenzt.
Obwohl sich dieses Blendensystem auch für den Bereich kleinster Streuwinkel gut bewährt hat, so blieb dennoch ein Rest an störender Streustrahlung übrig.
In dieser Patentschrift wurde auch bereits vorgeschlagen, nebeneinanderliegende der das Röntgenstrahlenbündel fokusfern begrenzenden einseitigen Blenden zu einemBlendenblock zusammenzufassen und die Kantenfläche an ihrer fokusfernsten Begrenzung abzurunden. Damit die Auflagefläche der ersten Blende keinesfalls unter der Ebene der Kantenfläche des fokusfernen Blendenblockes liegen kann, wurde in der deutschen Patentschrift Nr. 1002138 vorgeschlagen, die Auflagefläche des fokusfernen Blendenblockes vorteilhaft in der Grössenordnung von 0,01 mm tiefer als die Auflagefläche der fokusnahen ersten Blende zu legen.
Es hat sich herausgestellt, dass der Rest der Streustrahlung dadurch wesentlich herabgesetzt wird, wenn
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die der Eintrittsstelle des Röntgenstrahlenbündels zugewendete Stirnfläche der mittleren Blende die durch die beiden andern Blenden bestimmte Ebene schneidet, insbesondere dann, wenn die Blendenkante der mittleren Blende nur sehr wenig gegen die Verbindungsebene der Kanten der beiden andern Blenden versetzt wird.
Erfindungsgemäss ist nun die der hinteren Kante der ersten Blende zugewendete vordere Kante des Blockes abgerundet bzw. gegen das eintreffende Strahlenbündel konvex geschliffen, wobei die von der hinteren Kante der ersten Blende aus an den Block gelegte Berührungsebene diese entlang einer Linie berührt, die auf der konvex geschliffenen Blendenfläche liegt.
Vorteilhafterweise ist der Block durch einen zylindrischen Stab gebildet, wodurch optimale Ergebnisse bei minimalsten Kosten erreicht werden, weil zylindrische Stäbe besonders leicht zu schleifen bzw. zu bearbeiten sind.
War es mit der bisher bekannten Anordnung möglich, stark streuende Objekte (z. B. Kunststoffe, Fasern usw. ) bei kleinsten Winkeln zu untersuchen, so ermöglicht die erfindungsgemässe Massnahme auch
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bereich.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen neben schematischen Darstellungen des bekannten Standes der Technik Ausführungsbeispiele der Erfindung versinnbildlicht sind.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Blendenanordnung und die Fig. 2 und 3 zeigen Einrichtungen, bei denen in bekannterweise die Blenden von Blöcken gebildet werden. Fig. 4 zeigt ein schematisches Beispiel einer
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Fig. 5 eine erfindungsgemässe Einrichtung im Schnitt nach der Linieder Fig. 6 und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel einer bekannten Blendenanordnung wird das Primärstrahlenbündel 1 fokusfern auf der Seite, auf der die Streuung durch den Versuchskörper 2 ermittelt wird (Messbereich auf dem photographischenFilm 3 inRichtung des Pfeiles 4), durch die Kanten 5 und 6 zweier einseitiger Blenden 7 und 8 und fokusfern auf der gegenüberliegenden Seite durch die Kante 9 einer einseitigen Blende 10 begrenzt. Die Kanten 5 und 6 der Blenden 7 und 8 liegen mit der Kante 9 der Blende 10 in einer Ebene.
Die Kante 11 einer weiteren einseitigen Blende 12 begrenzt zusammen mit der Kante 9 der einseitigen Blende 10 das Primärstrahlenbündel 1 auf der
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den Versuchskörper 2 gestreuten Strahlen, dem beispielsweise dargestelltenphotographischenFilm 3, in bekannter Weise durch einen Primärstrahlfänger 13 aufgefangen und absorbiert. Die von der Kante 11 der Blende 12 ausgehende Streustrahlung wird durch die fokusnähere Kante 6 der einander benachbarten Kanten 5 und 6 der Blenden 7 und 8 und durch die Kante 9 der Blende 10 auf
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Kanten 5 und 6 der Blenden 7 und 8 begrenzt. Diese Streustrahlungen treten daher auf der Seite des Primärstrahles, auf dem die Streustrahlung durch den Versuchskörper ermittelt wird, nicht aus dem Bereich des Primärstrahles heraus.
Die von der Kantenfläche 6 der Blende 8 ausgehende Streustrahlung tritt ebenfalls nicht in den Messbereich ein, da sie die Blende 7 nicht zu durchdringen vermag.
Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel einer bekannten Blendenanordnung wurde in einer gleichfalls bekannten Einrichtung nach Fig. 2 verwirklicht, wobei die in der Fig. 1 dargestellten Blenden 7,8 durch einen prismatischen Block 14 gebildet werden und die die Kanten 5,6 verbindende Fläche eine Leitfläche 15 für das Röntgenstrahlenbündel bildet. Die Kante 9 der Blende 10 nach Fig. 1 wird ebenfalls durch eine Kante 9 eines prismatischen Blockes 16 gebildet, dessen Fläche 17 gleichfalls eine Leitfläche für das Röntgenstrahlenbündel darstellt, die in einer Ebene mit der Leitfläche 15 des Blockes 14 liegt. Durch die der Leitfläche 17 gegenüberliegende einseitige Blende 12 wird der Eintrittsspalt 18 des Röntgenstrahlenbündels gebildet.
Der Röntgenstrahl tritt durch den Spalt 18 ein und wird durch die normal zur Zeichenebene verlaufendenFlächen 15, 17 der beidenBlöcke 14, 16 geführt, wobei die nach oben gerichtete Fläche 17 des Blockes 16 und die nach unten gerichtete Fläche 15 des Blockes 14 in ihrer Verlängerung exakt in einer Ebene liegen.
Obwohl bei absolut ebenen Flächen 15, 17 kein Grund gegeben zu sein scheint, dass unter der Voraussetzung, dass die Luftstreuung durch Evakuierung ausgeschlossen bzw. genü- gend schwach gemacht wird, irgendeineStörstreuung oberhalb des Hauptschnittes H-H auftreten könnte und sich dieses Blendensystem tatsächlich auch für den Bereich kleinster Streuwinkel gut bewährt hat, so
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zeigte es sich doch, dass ein Rest einer Störstreuung übrigbleibt. Er konnte zwar durch Verbesserung der Güte der Flächen 15, 17 vermindert, aber nicht vollständig beseitigt werden.
Untersuchungen haben nun ergeben, dass die Blendenstreuung nicht von der Primärstrahlbreite, also vom Abstand der Kante 11 von der Fläche 17 abhängt, sondern vom Abfall der Intensität innerhalb des Primärstrahlquerschnittes in der Richtung zur Fläche 15 des Blockes 14, so dass angenommen werden kann, dass die unerwünschte restliche Streustrahlung von der unmittelbar unterhalb der Fläche 15 verlaufenden Strahlung ausgelöst wird, und dass die Unebenheiten dieser Fläche 15 im submikroskopischen Bereich die Streuzentren bilden.
Die entlang der Fläche 15 laufende Strahlung setzt sich offenbar aus drei Anteilen zusammen, nämlich der direkten Röntgenstrahlung, der von der Kante 9 und der von der Kante 6 ausgehenden Streuung.
Eine ganz geringfügige Senkung der Fläche 15 (beieinerpraktischenAusführungbetrugdieStrecke a zirka 5/1), wie dies Fig. 3 zeigt, brachte eine erhebliche Reduzierung der Streustrahlung mit sich, wodurch offenbar jene Strahlungsanteile eliminiert wurden, die durch die direkte Röntgenstrahlung und die von der Kante 9 ausgehende Streustrahlung bei der Anordnung nach Fig. 2 entlang der Fläche 15 verursacht werden.
Wird nun gemäss derErfindung, wie Fig. 4 zeigt, die dem Eintrittsspalt 18 zugewendete Fläche 19 des Blockes 14 gegen das eintretende Strahlenbündel konvex geschliffen, so werden die störenden Streu- strahlen praktisch vollkommen beseitigt, was offensichtlich darauf zurückzuführen ist, dass durch diese Massnahme auch die von der Kante 6 nach Fig. 3 ausgehende Strahlung eliminiert wird.
Auch wenn jede vom Primärstrahl bzw. von der Streuung der Kante 9 getroffene Stelle der konvexenFläche 19 nach allen Richtungen Streustrahlung aussendet, so kann diese niemals an der unteren Begrenzung des Blockes 14 entlang laufen. Der dieser Fläche 19 am nächsten kommende Strahl verläuft in der Tangentialebene, die in der tiefsten vom Primärstrahl getroffenen Linie der konvexen Fläche 19 des Blockes 14 an die konvexe Fläche gelegt wird.
In den Fig. 5 und 6 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt.
Die aus den Fig. 2-4 ersichtliche Führungsfläche 17 eines Blockes 16 isthiebeidurcheinerah- menförmige geschliffene Fläche 21 des Körpers 20 ersetzt, durch die die das Röntgenstrahlenbündel einseitig begrenzendenBlendenkanten 9 und 22 gebildet werden und in der auch der Hauptschnitt H-H des Röntgenstrahlenbündels liegt. Auf die Fläche 21 ist ein Block 23 aufgesetzt, der für den Hindurchtritt des Röntgenstrahlenbündels eine tunnelförmige Ausnehmung aufweist, an deren der Röntgenstrahlenquelle zugewendeten Öffnung die verstellbare Eintrittsblende 12 angeordnet ist. Die rahmenförmige Leitfläche 21 wird durch eine im Körper 20 vorgesehene Vertiefung 24 unterbrochen, in die ein Filter 25, das vom Block 23 getragen wird, zur Filterung des Röntgenstrahlenbündels eingesetzt ist.
Auf der rahmenförmigen Führungsfläche 21 ist ferner ein Präparatträger 26 angeordnet, der für die Durchführung von Absorptionsmessungen dient. Auf dem Körper 20 ist ferner ein Block 27 gelagert, der für den Hindurchtritt des Röntgenstrahlenbündels einen Kanal 28 aufweist und in dessen Inneren ein evakuierbarer Raum 29 vorgesehen ist. Der Raum 29 ist hiebei selbstverständlich durch entsprechend geeignete Mittel luftdicht abgeschlossen. Durch die Evakuierung des Raumes 29 werden Störstreuungen durch eine vom Röntgenstrahlenbündel durchsetzte Luftschicht verhindert.
Innerhalb des Raumes 29 befinden sich zur Begrenzung der Breite des Röntgenstrahles ein in seiner Längsrichtung verstellbarer Schlitten 30, auf dem quer zur Richtung des Röntgenstrahlenbündels verschiebbare Blen-
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spiel in Form einer auf geschliffenen Ansätzen 33, 34 aufruhenden Brücke ausgebildet, derenuntere Fläche um die Strecke a von etwa 5 unterhalb der Ebene des Hauptschnittes H-H liegt und deren demEintrittsspalt zugewendete Strahlenbegrenzungskante zylindrisch abgeschliffen ist. Auf demBlock 27 ist schliesslich noch der der Durchführung der Streumessungen dienende Präparatträger 35 angeordnet.
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