DE1523077A1

DE1523077A1 - Verfahren und Vorrichtung zur radiometrischen Analyse

Info

Publication number: DE1523077A1
Application number: DE19631523077
Authority: DE
Inventors: Rhodes John Rathbone
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1963-06-19
Publication date: 1969-01-09
Also published as: GB1017595A; US3270200A

Description

UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITi, Patents Branch, 11-12, Charles II Street;, London, S.W.1, England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britisohen Patentanmeldung Nr. 237o4/62 vom 2o. Juni 1962 beansprucht.

Verfahren und Vorrichtung zur "radiomstriachen Analyse

Die Erfindung bezieht sich auf radioBietrisehe Analysentechniken.

Es ist wohlbekannt, daß die Konzentration einc-a filamentes bzw* Spurenelementes 0.m Naohstöiienäen mit "Prober.öIeKenc^:" /"required" element/ bezeichnet) dadurch beatlmmt worden kann, daß Messungen de3 Ausmaßes dor Absorption. &χϊ3_/oführb '//erueii,

Ü 0 3'JO-2 / :·Π '. \

BAD ORSGtNAL

Probe bekannter kasse pro Flächeneinheit gesandt werden. Ss entsteht jedoch oft eine Schwierigkeit, wenn· die zu analysierende Probe ein oder mehrere andereElemente (im Nachstehenden als " Störelemente'¹ bezeichnet) enthält, welche wirksame Absorptionsstoffe für die Strahlung sind» wenn es nicht möglich ist, das Verhältnis des Probenelementes zu den Störelementen zu steuern. Es ist bereits vorgeschlagen worden, dieses Problem durch Verwendung von Fluoreszenztechniken (im Gegensatz zu Absorptionstechniken) au überwinden, und es ist bekannt, daß bei der herkömmlichen fluoreszenz-Analysentechnik die typiscnen -Röntgenstrahlen des Pr ob erElement es durch eine geeignete Strahlenquelle angeregt werden und die Intensität der angeregten Strahlung gemessen wird. Ungünstigerweise ist diese 'Technik Interalementarwirkungen unterworfen, die bisweilen relativ groß sind.

- Zweck dar Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens urd einer "Vorrichtung zur Prüfung oder Analyse, weiche ein weites Anwendungsgebiet -haben, bei denen aber dia Schwierigkeiten infolge von Störelementen Im Vergleich E-u bisherigen ?eohniken stark herabgesetzt sind,

fie^eiistan.' der Erfindung ist ein Prüfverfahren in erster uinie iv:.r Bestimmung der Konzentration eines .Probenelsiaentes." bei v/eichenr iz-vai A.bsorpttonakoeffi.:aienten -einer.

SAD ORIGINAL

>3 si<j .10.'/ ü *■;. /. ',

_ 3 —

Probe, die ein derartiges Element enthält, dadurch bestimmt werden, daQ zwei Energien bzw. EnergiegröSen von anregenden bzw. Erregungs-Eöntgenstrahlen verwendet werden, die so ausgewählt sind, daß aie nahe dem oberen und dem.unteren Ende einer Absorptionakante eines solchen Elementes liegen, wobei die Erregunga-Röntgenstrahlen effektiv im wesentlichen monochromatisch sind, wodurch die Konzentration des Erobenelementes bestimmt werden kann.

Durch Verwendung von im wesentlichen monochromatischen Röntgenstrahlen im Gegensatz zu den kontinuierlichen Spektren, welche bisher vorgeschlagen worden sind, sind die Massenabsorptionskoeffizienten der Störelemente im wesentlichen die gleiohen für beide Strahlenbündel. Im falle des Probenelemeatea sind jedoch, da die Energien bzw« Energiegehalte dieser beiden Strahlenbündel nahe dem oberen und dem unteren Ende einer Abaorptionakante liegen, die Maasenabaorption·- koeffizienten erheblich unterschiedlich. Demzufolge kann durch Meaaen dee Untereohiedee der beiden Abaorptionakoeffi*ienten die Mezige de« Probenelementea bestlft&t werden. Ua dl« Maximal-wirkung iu erhalten, wird es vorgewogen, die K-Abaorptioaakaiii;« *u wählen.

Da· bevorsugte Terfahren vor Erzeugung der erforder-1 iahen »onoahro*atiioh«n Eön-tienatrahlenbüniel beat eilt daxin, ; daS eine Bremeatrahlungeq.uelle verwendet wird (welche billig

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und kompakt ist aber ein im wesentlichen kontinuierliches Spektrum ergibt), und daß man ihre Strahlung auf zwei ausgewählte Targets oder Auffänger fallen läßt, derart, daß die charakteristischen fluoreszierenden Röntgenstrahlen, vorzugsweise R-RÖntgenstrahlen von den Targets erzeugt werden, welche für die eigentliche Bestimmung verwendet werden. Sine unerwünschte Strahlung außerhalb der erforderlichen Strahlenbänder wird wunsohenewerterweise mit Hilfe von geeigneten Differentialfiltern ausgefiltert. Es .sjlt nicht unbedingt erforderlich, eine Bremsstrahlungequelle zu verwenden, da auch andere radioaktive- Quellen, z.B. Americum-24-1 oder Gadmiuia-1o9 verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie eine Energiekomponente haben, die höher als die Absorptionskanten der Targetelemente liegt. Bei diesen Anordnungen sollten die Targets, in welchen die fluoreszierenden Röntgenstrahlen erzeugt werden, charakteristische K-Strahlungen haben, die um weniger als 5 # von der Absorptionskante des Srobenelementes differieren.

Somit wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung dtr Konzentration eines Probenelementes vorgesehen, welche eine Strahlenquelle mit kontinuierlichem Spektrum aufweist, sowi· swei Targets, die aus Elementen bestehen, wtlohe ein· charakteristische S-fcanlenenergie innerhalb von 5 % des oberen bzw. unteren Endes einer Abßorptionskante des Probenelementes haben, ein Paar

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von Differentialfiltern für die Verbindung mit jedem Target, die so ausgewählt sind, daß sie den Durchgang von im wesentlichen monoohromatisehen fluoreszierenden Röntgenstrahlen von dem Target her durchlassen, und eine Röntgenstrahlen-Ermittlungsvorrichtung in J?orm eines Zählers, der für die Anordnung an der von den Targets abgelegenen Seite der Probe eingerichtet ist.

Vorzugsweise wird ein Szintillationszähler verwendet·

Die Erfindung eignet sich besonders gut für die Ermittlung und Analyse von -Elementen, wenn sie in Gegenwart von anderen Elementen» die bei der chemischen Analyse stören wurden,vorkommen, beispielsweise Zirkonium in Gegenwart von Hafnium; aber die Erfindung eignet sich außerdem für Dickenmeseungen und viele andere Techniken, welche zur Zeit die Nachteile haben, die von Haus aus beim Vorhandensein eines Störelementes auftreten. So kann beispielsweise die Erfindung leicht stur Messung der Dicke oder Dichte eines Elementes verwendet werden, wenn die Konzentration bekannt i0t, oder seiner Häufigkeit bzw. Anreicherung oder seines Überschuiaes, wenn die Masse pro Flächeneinheit der Bebe bekannt ist.

Es Terdient hervorgehoben au werden, daß es für den Er-

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folg der vorliegenden Erfindung von großer Wichtigkeit ist, daß die Strahlung, welche für die Messung der Absorption durch das gewünschte Element verwendet wird, effektiv im wesentlichen monochromatisch sein sollte, und demzufolge kann die herkömmliche Bremsstrahlungsquelle nicht allein verwendet werden, ebensowenig wie eine Quelle von

- angeregten K-Röntgenstrahlen verwendet werden kann, da die angeregte Bremsstrahlung stets mindestens so intensiv wie die K-Röntgenstrahlen ist und Filter gegenüber der Intensität der Strahlung außerhalb der gewünschten Bänder nicht erfolgreich diskriminieren können.

Unter dem Ausdruck "ein Paar von Differentialfiitern" ist ein Pa.ar von Filtern zu verstehen, von denen der eine das Probenelement ist und der andere eine kritische Absorp-. tionskante hat, die so nahe an derjenigen des Probenelementes liegt wie möglich. Es sind jedoch zwei dieser Differentialfilterpaare erforderlich, und sie werden so gewählt, daß in jedem Falle das Probenelement einen der Filter bildet, während der andere Filter in jedem Paar so gewählt ist., daß er ein Durchlaßband von Energien bestimmt, welches die charakteristischen K-Röntgenstrahlen der Targets einschließen. So ist im Effekt für die Röntgenstrahlen eines jeden Targets einer der Filter durchlässig, während der andere undurchlässig ist. Die Dicke der Filter wird experimentell eingestellt,

derart, daß sie umgekehrt proportional zu ihren Maasenabsorptionskoeffizienten außerhalb dea Energie-Durchlaßbandea für einen im Nachstehenden näher erläuterten Zweck ist. Ss

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soll außerdem noch hervorgehoben werden, daß, obwohl zwei Differentialfilterpaare vorgesehen sind, nur drei tatsächliche oder wirkliche filter bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung notwendig sind.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Pig. 1 eine schematische Wiedergabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Pig. 2 ein Diagramm, das die Massenabsorptions-

Iseffizienten bestimmter Elemente zeigt, Hg. 3 ein Diagramm, welches das Spektrum von der

Strahlenquelle her wiedergibt, Pig. 4 ein Diagramm, welches die Spektren von den

Targets her darstellt, Pig. 5 ein Diagramm, das die Wirkung der PiIter

ver anschaulicht, während Pig. 6 eine Eichkurve ist.

Was zunächst Pig. 1 angeht, so ist diese spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform zur Bestimmung der Menge von Zirkonium, das in einer Lösung vorhanden ist, welche Zirkonium, Hafnium und Schwefelsäure enthält, bestimmt. Di· Torriohtung w3\eet eine Promethium-147/Aluminium-Breiaestrahlungequelle 1 auf, die in einem Goldquellenhalter 2

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enthalten ist, dessen Basis genügend dick ist, um alle Strahlung zu absorbieren, welohe von der Rückseite der Quelle 1 ausgesandt wird. Wie in Pig. 3 gezeigt, ist der Ausgang von dieser Quelle ein kontinuierliches Spektrum mit einer Spitze bei ungefähr 16 keV und einem ihirchsohnitteenergiegehalt von ungefähr 25 bis 3o keV, obwohl sioh diese Zahlen von Quelle zu Quelle andern, ^ie Strahlung von der QuelleJthev ist so eingerichtet, daß sie auf das eine von zwei !Targets 3 trifft, welohe bei dieser Ausführungsform aus Molybdän und Ruthenium sind. Die charakteristischen fluoreszierenden Röntgenstrahlen von dem Target her führen dann durch einen Perspex-Probenhalter 4. Nachdem sie durch den Probenhalter gedrungen ist, dringt die Strahlung durch den einen der Differentialfilter 5 und gelangt von dort durch ein Berylliumfenster 6 nach einem Detektor 7, welcher ein Szintillationszähler ist und ein Natrium;)odidkristall aufweist, das mit einem Fotovervielfältiger in Verbindung steht.

Die kontinuierliche Strahlung (Fig. 3) von der lieferquellβ 1 her erzeugt beim Auffallen auf das Target 3 ein Linienspektrum zusammen mit einem Streukontinuum hauptsächlich unterhalb ungefähr 14 keV. Das Linienspektrum ist aus vier Linien zusammengesetzt, die mit K^ -, K₀Cn* K/^₁ und K^₂ identifiziert sind. Im Falle des Moiybdäntargets haben diese Relativint en· it ät en von loot 5o,1f 23,6 f und 4,o Energiewerte von 17,478$, 17*373? 19,6o7 und 19i964

keV -und sind in -^ig. 4 als gerade Linien gezeigt. Aus Gründen, welche im Nachstehenden zutage treten werden,, können die ILß-Linien außer Aoht gelassen werden. Wenn das Spektrum mit einem Proporttnalzühler gemessen wird, wird die ausgezogene Kurve von ^ig. 4 erhalten. Das Spektrum von dem Eutheniumtarget her ist in gestriohelten Linien gezeigt.

Figur 5 ist eine Kurve, welche die Übertragung der Filter, aufgetragen gegen die Energie, darstellt, wobei die strichpunktierte Linie dem Strontiumfilter, die ausgezogene Linie dem Zirkoniumfilter und die gestrichelte Linie dem Molybdänfilter entspricht. Unterhalb von 16,1 keV bedeutet die ausgezogene Linie, daß die drei Kurven identisch sind, da die Dicken der Filter so eingestellt oder eingeregelt sind, daß diese Wirkung erhalten wird. Wenn dieser Faktor mit der Sohwäohung oder Dämpfung der hindurchführenden Strahlung kombiniert wird, so ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen unempfindlich für die gestreuten und anderen Bestrahlungen unter 16,1 keV. Wenn ebene oder einfach· /plain/Filter verwendet werden, werden die Kurven von Fig. 5 über 2o keV nicht überlagert, da die Änderung der Afeiorptioneverhältnisee (••Absorptiona-Sprungverhältnisse") für dl· Filter nicht identisch ist. Dies kann, falls erwünsoht, duroh Zufügen eines weiteren Filter·(ohne Ab-• »orptionekante in dem g*frtiri*ohten Energieband) für den filter mit größeren Sprungverhältnissen überwunden oder

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vermieden werden. In diesem speziellen Fall wird der Strontium-Filter duroh Mischen des Fluorides mit einem Harz, wie beispielsweise demjenigen, welches unter dem eingetragenen Warenzeichen "Araldite" vertrieben wird, hergestellt und ist somit durch Fluor, Kohlenstoff irsw. verseucht, und zu den Zirkonium-und Molybdänfiltern können daher Sekundär-Aluminiumfilter hinzugefügt werden. Alle Filter sind experimentell durch sorgfältiges Schleifen, Polieren oder Ätzen ausgeglichen.

Es ist von Wichtigkeit, daß die Filter unter 16,1 keV genau ausgeglichen sind, derart, daß die gestreute Strahlung, welche in diesem Bereich hah ist (s. Fig. 4.), ausgeschaltet wird, ebenso wie die fluoreszierenden K-Röntgenstrahlen des Probenelementes. Es ist wünschenswert, daß sie oberhalb von 2o keV ausgeglichen sind, um die Eochenergie-Streustrahlung auszuschalten, welche relativ gut von der Probe übertragen oder gesendet wird.

Bei einer vollständigen Bestimmung oder Untersuchung werden Zählungen ausgeführt, indem zunächst das Molybdäntarget mit den Strontium- und Zirkoniumfiltern verwendet wird, und dann werden diese beiden Zählungen unter Verwendung des Rutheniumtargeta mit den Zirkonium- und Molybdänfiltern wiederholt. Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß die Ke^ -Röntgenstrahlen von dem Molybdäntarget her, welche

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eine Energie von 17 t 5 keV haben, gerade tint erhall) der K-Absorptionskante dea Zirkoniums bei 18,ο keV liegen, und diese charakterisitischen K-Rö'ntgenBtrahlen werden effektiv durch die Differentialfilteranordnung iaüLiert, welche die Zirkonium- und Strontiumfilter mit Absorptionskanten bei 18,ο keV bzw. 16,1 keV einschließt.

Wie aus Pig. 5 ersichtlich, haben die Strontium- und Zirkoniumfilter im wesentlichen identische Ubertragungseigenschaften außerhalb des Bandes von 16,1 bis 18,o keV, und so wird durch Subtrahieren ihrer Zählungen dieee Streustrahlung bzw. äußere Strahlung ausgeschaltet oder eliminiert. Innerhalb dieses Bandes ist der Strontiumfilter undurchlässig, während der Zirkoniumfilter durchlässig ist. Wenn daher die Zählung bzw. Zählungsgröße vom Strontiumfilter h-er von der Zählung durch den Zirkoniumfilter hindurch abgezogen wird, wird die resultierende Nettozählrate effektiv gleich derjenigen sein, welche unter Verwendung von monochromatischen Molybdän-K-Röntgenstrahlen erhalten worden wäre.

In ähnlicher Weise werden durch die Verwendung der Zirkonium- und Molybdänfilter die Ruthenium-K-Röntgenßtrahlen effektiv isoliert, und der Zirkoniumgehalt der Probe iet von dem Verhältnis der resultierenden Effektivzählraten unter Verwendung dieser beiden Targets abhängig.

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Die theoretische Basis der Erfindung wird nunmehr mit Bezugnahme auf das vorstehend beschriebene Ausftihrungsbeispiel näher erläutert.

Für alle Elemente i in einem Gemisch von ^lementen, welches die Probe bildet, ist das Verhältnis der fnteneitäten von übertragener oder gesendeter zu einfallender Strahlung von der Energie E:

exp - m

(1)

worin»

I die Intensität der ausgesendeten Energie,

I₀ die Intensität der einfallenden Energie,

m die Gesamtmasse pro Flächeneinheit der Probe,

/^ui der Massenabsorptionskoeffizient des Elementes i

r^ der Gewichtsprozentβatζ des Elemente· i ist.

Für einen anderen Energiewert £' glitt

exp - m

GemäS der Erfindung wird jedooh, wo die Abeorptionekante dee Probe&eleaentes (Zirkonium) einen Energiewert von E_K (18,o kv-ί'ί Mt. E etwas kleiner als Ε_χ und E¹ etwas größer als Ε_χ ■■ »üü/ü, und die Gleiöhungen (1) und (2)

wu9902/0644 ^iAD original

lauten dann, wie folgt:

[ / = exp - m( |Λ ,r +

I/ \a exp - mfaur +

worin t

der Index j aioh auf alle anderen Elemente in der Probe bezieht,

r der Anteil pro Gewicht am Zirkonium, p^ der Hassenabsorptionakoeffizient von Zirkonium

bei der Energie E und
p₂ der Maaaenabaorptionskoeffizient von Zirkonium

bei der Energie E¹ ist.

Da 1 annähernd gleioh E¹ ist, ist für jedes beliebige Element ;} (d.h. alle Elemente außer Zirkonium) p. beinahe gleioh p¹-»» aber p- ist viel kleiner als p₂·

Daher gilti
S ■ . ° * ·*Ρ mr(tu - W^) .... ^)

iet daher Λ»· Verhältnis B nur von der

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-H-

Menge an Zirkonium (r) und der Probenmasse pro Flächeneinheit (m) abhängig.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Probenelement Zirkonium, die Röntgenstiahlenenergie E beträgt 17,5 keY, und E¹ ist 19,3 keV. Bei diesen Energie, werten sind die Massenabsorptionskoeffizienten μ₁ und ungefähr 15,8 und 8,5, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

In der Gleichung 5 sind die Ausdrücke m, μ., und μ₂ bekannt, und die Ausdrücke I,I¹, I_Q und I¹ werden aus Zählraten wie folgt bestimmt:

I m	⁰I -	°2
I* =	°3 -	°4
¹O =	°i -	°2
	°3 -	°4

c-0

es)

worin die Zählraten G wie folgt bestimmt werdens

*obenzelle voll . ample cell full/

* JE Λ* ν kJ C ίί*Φ ^j* **-■+. ** -»-^»^.^jp· -

/Sample cell empty/

target

Rutheniumtarget

MolyBdäntarget

tt· arget

Filter

Strontium

Zirkonium

Molybdän

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In der Praxis sind für jeden beliebigen experimentel- · len Aufbau die bei leerer Probenzelle abgenommenen oder er-haltenen Zählungen bfcw. Zählwerte konstant, und daher ist das Verhältnis (I/ )* konstant, so daß die Zählungen

C-, ο¹«, C¹, und G¹. nur zu beginn einer Reihe von Experimenten genommen bzw. vorgenommen werden.

Figur 6 zeigt drei Kurven, bei welchen die Werte von R, die auf diese Weise erhalten werden, für Lösungen angetragen sind, die 16 g/l Schwefel, kein Hafnium und veränderliche Mengen von Zirkonium (Kurve A); 16 g/l Schwefel, 1o g/l Zirkonium und veränderliche Mengen von Hafnium (Kurve B) j und 1o g/l Zirkonium, kein Hafnium und veränderliche Mengen von Schwefel (Kurve c) enthalten. Es zeigt eich, daß der Zirkoniumgehalt im wesentlichen unabhängig vom Schwefel- oder Hafniumgehalt bestimmt werden kann.

Bestimmung von Zirkonium kann nicht absolut unabhängig von den Konzentrationen dieser anderen Elemente, aus Gründen, die aur Fig. 2 ersichtlich sind, erfolgen. Diese Abbildung zeigt in ausgezogenen Linien die kaaeenabaorptionskurve für Zirkonium und in geitrichtelten Linien einen '-Feil der Kurve für Hafnium. In strichpunktierten (senkrechten) Linien sind die Positionen oder Stellungen bzw. Lagen der K-Abeorptionekanten von S'-rontitua und Molybdän bei 16,1 bzw.

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2ο,9 keV gezeigt. Gestrichelte (senkrechte) Linien zeigen die Stellungen der K-RÖntgenenergien der Targets Molybdän und Euthenium bei 17,5 büw. 19,3 keV.

Es zeigt sich, daß, wenn auch beim Ableiten der Gleichung (5) angenommen worden ist, daß μ. »μ.¹, dite tatsächlich nur annähernd der Pail ist, wenn mit j Hafnium gemeint ist, u. = 71 und u.' = 55 sind. Der leichte Anstiege von Kurve B in Pig. 6 bringt dies zum ^usclruck. In ähnlicher f/eise ist der Grund dafür, daß die Kurve ^ im wesentlichen horizontal ist, darin zu sahen, daß, wenn j Schwefel ist, U. a 8 und u·' = 7 sind. Die Kurven betonen, daß experimentelle Ergebnisse nahe denjenigen liegen, die in der Theorie vorausgesagt wurden, so daß die Herstellung einer Eiohkurve nicht immer erforderlich ist.

Somit schafft die Erfindung ein Verfahren und eine "orrichtung zur Bestimmung der Menge einte in einer Probe vorhandenen Elementes im wesentlichen unabhängig vom ^vorhandensein andsnr -Element·*

Wenn eine kontinuierliche Mee«img erforderlioh ist, weiat eine zweckmäßig* Vorrichtung gemäß d*r Erfindung eine Einrichtung zum Vorgehen d#r ^robt, die ein Hohr gefüllt mit einer Löeung τοη Zirkonium «ein kann, Howie erste und aweite Bremistrahlungsquelien. auf, 4i# jeweili mit einem Target in

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Verbindung stehen, wobei die Targets aus Molybdän und Ruthenium sind. Vier filter sind vorgesehen, und jeder davon steht mit einem getrennten Zähler in Verbindung, derart, daß aioh die im ^vorstehenden erwähnten Zählungen G^, Q^* ^, und G. ergeben. Eine geeignete elektronische Einrichtung kann eine kontinuierliche Darstellung de« Verhältnisses (Cj- G₂)Zv₃ - G>) ergeben, welches proportional der konzentration von Zirkonium in der Lösung in dem -¹¹OhT ist.

Als weiteres Beispiel ermöglicht die Erfindung leicht die Bestimmung von Kupfer bei Vorhandensein von Eisen, aber wenn herkömmliche ITuoreszenztechniken verwendet werden, wird ein bedeutender Prozentsatz der charakteristischen K-Röntgenatrahlen des Kupfers bei 8,0 keV absorbiert und als Eisen-X-Röntgenstrahlen bei 6,4 keV zurück emittiert, so daß die Bestimmung erschwert wird.

Die Technik der Verwendung dar Absorptionskante ist schon ftiher für die Verwendung mit herkömmlichen Röntgenröhre» Toree«öhlag»n worden, und bei derartigen früheren Anordnungen wird da» kontinuierliche Spektrum von einer

, welche freilich groß -räumig, schwer und kost-

•pitlif iit uad Stroalieferungen erfordert, duroh eile oder den früfling hindurchgeleitet _t und ein KciHtallgonio-T«rwtnd*t, um die Höntg»nstrahlea der kritiaolien Energii

zu isolieren; ein derartiges Goniometer ist aber eine kostspielige und empfindliche Einrichtung, und die Schärfe oder Reinheit (d#r Vorrichtung) ist derart, daß der einfallende Röntgenstrahl intensiv sein iir da die geometrischen VerltLate von der Größenordnung von to und 1o sind. Uie vorliegende Erfindung ermöglicht in einer ihrer Ausführungsformen das Ersetzen dieser beiden bestandteile durch eine Uremsstrahlungsquelle, zwei Targets und drei Filter, die alle klein, einfach, billig und wideretandfähig sind.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch umrisaenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Järfindungsmerkinale, die im einzelnen — oder in Kombination — in den gesamten ursprünglichen Anmeldungsunterlagen offenbart sind.

3?at ent ans prüc he

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Claims

Patentansprüche

^ Prüfverfahrerv, in erster Linie zur Bestimmung der Konzentration eines gewünschten Elementes _t (Probenelementes), dadurch gekennzeichnet, daß zwei Absorptioiiskceffiaienten einer dieses Probenelement enthaltenden Probe durch Verwendung von zwei Energien von anregenden Röntgenstrahlen bestimmt· werden, die so ausgewählt sind, daß sie nahe am oberen bzw. unteren Ende einer Aboorptionskante eines derartigen Elemente«' liegen, wobei die anregenden Röntgenstrahlen effektiv im wesentlichen monochromatisch aind, wodurch die Konzentration dea Probenelementes zu beetira-nen ist.

.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anregenden Röntgenstrahlen «ο gewählt aind, daß aie nahe dem oberen bzw. unteren Inde der X-Abeorptions-Kaiite de« Probenelementes liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anregenden Röntgenstrahlen durch Urzeugung

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von charakteristischen floreszierenden Röntgenstrahlen in swei ausgewählten Targets durch die Verwendung einer kontinuierlichen Spektrenstrahlung von e in*r radioaktiven Lieferquelle her erhalten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die radioaktive Lieferquelle eine ßremsatrahlungequelle iet.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung von der kontinuierlichen Lieferquelle her außerhalb der gewünachttn Bänder mit Hilfe von Diferentialiiltern gefiltert wird.

6. Vorfahren nach Anspruch 3» 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet _? d&S die Targets so ausgewählt ain-l, daß sie charakteristische K-Strahlungeenergien haben, welche um weniger als 5<ί sich von der Absorptionskantenenergie UQa Probenelementes unterscheiden»

7. Vorrichtung aur 3®etiawuiig der Konzentration einea gewünschten Elementes bzw. Probenelementei» gekennzeichnet duroh eine kontinuierliche 3pektrenq.u«lle der Strahlung, «wei Target«, die aus Elementen bestehen, welche eine charakteristische Strahlenenergie von innerhalb 5$ des oberen und des unteren Bndee einer Absorptionekante dee gewünschten Elementes haben* ein Paar voa DifferentialfiltentfUr die Verbindung mit ^edea Target, dit

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so ausgewählt eind, daß der Durchgang von im wesentlichen monochromatischen floreszierenden Röntgenatrablen ermöglicht wird, und eine Rönt^enstrahlen-Ermifctlungsvorrichtung in Form eines Zählers, der so eingerichtet ist, daß er an der Seite der Probe entfernt von dem Target anzuordnen ist, wodurch die Absorption durch die Probe der monochromatischen Röntgenstrahlen von dem Target her bestimmt werden kaxia.

8. Verrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Szintillationszähler'ist.

9« Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung für die selektive Anordnung der beiden Targets vorgesehen ist.

10. Vorrichtung naoh Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Filter in jedem dar ,^nannten Paare von üifftrentialfiltern aus dem Probenelement hergestellt ist.

11. Vorrichtung naoh Anspruch ?0, dadurch gekennzeichnet, daß beide Differentialfilterpaar© aus drei wirklichen filtern bestehen, nobel der filter, der aus dca gewünschten Element bestellt, den beiden Paartn gessinsEs igt.

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