DE2302742A1

DE2302742A1 - Monochromator-halterung

Info

Publication number: DE2302742A1
Application number: DE19732302742
Authority: DE
Inventors: Yves Cornay
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: FR2180647B1; FR2180647A1; GB1364402A; BE794039A; LU64615A1; IT976950B; NL7300806A

Description

PATENTANWÄLTE 2 3 ü Z. I 4 L

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BERLIN-DAHLEM 33 - POOBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 · WfDENMAYERSTRASSE 4β

Europäische Atoragemeinsehaft

^ LUiIATQH/ BERLIN: DIPL-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-H. WEY

2^!j 224 Berlin, den 18. Januar 1975

Monochromator-Halterung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Monochromator-Halterung mit gekrümmtem Kristall, die einen Kopf mit dem Kristall, eine den Kopf tragende ausfahrbare Säule sowie einen Befestigungsfuß enthält.

Bestimmte Techniken der Beugung von Röntgenstrahlen sind nur verwendbar, wenn die die Hauptstrahlung im Primärstrahlenbündel begleitenden Strahlungen beseitigt sind.

Die wahrhaft wirksame Lösung besteht darin, zwischen der Röntgenröhre und der Probe einen Monochromator einzuschalten, der die gewählte Hauptstrahlung absondert.

Es ist bereits ein stigmatischer Monochromator mit gekrümmtem Kristall bekannt, der selbst bei offenen Strahlenblindeln feine Spektral linien liefert. Außerdem ermöglicht dieser Monochromator für einen Kristall mit großem Krümmungsradius das Erzielen eines reinen Strahlenbündels.

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BERLIN: TELEFON (O311) 78 39 07 MÜNCHEN: TELEFON (O811) 23 58 ββ

KABEL: PROPINDUS ■ TELEX Ol 84OB7 KABEL: PROPiNDUS - TELEX OS 24244

Dieses für bestimmte Arbeiten unerläßliche, strikt monochromatische Strahlenbündel muß zu seiner Verwendung an klassischen Beugungsgeräten zwei Bedingungen erfüllen: Die Spek— tralbreite muß einwandfrei bestimmt sein und darf sich mit der Zeit nicht verändern.

Diese Bedingungen sind dann erfüllt, wenn ein von wesentlichen Fehlern freier, passend gekrümmter Kristall in dem Primär strahl en bund el eindeutig so angeordnet ist, daß für die gewählte Strahlung die gesamte Oberfläche des Kristallplättchens der Bragg'sehen Beziehung genügt. .

Der das Kristallplättchen und die Krümmungsvorrichtung enthaltende Kopf ist im Handel leicht erhältlich. Er ist im allgemeinen von annehmbarer Güte, während die Einstell- und Befestlgangsfüße zu summarisch, zu leicht und nicht genügend stabil sind.

Das Problem besteht also darin, eine Halterung für die Einheit "Kristallplättchen-Krümmungsvorrichtung" zu konstruieren, die dazu bestimmt ist, die Einheit in das Primärröntgenstrahlen-Mindel zu bringen und es in der bestimmten Lage fest und sta-Ml zu halten ganz gleich, was geschieht.

um den Monochromator in Stellung zu bringen, muß die Halterung ihm Verschiebe- und Drehverstellungen vermitteln können. Diese Bewegungen können unmittelbar oder entsprechend der gewünschten Amplitude untersetzt sein. Außerdem müssen alle beweglichen Teile in der durch die Einstellung bestimmten Lage festgelegt werden können.

Keine der bekannten lösungen genügt ganz diesen Anforderungen. Es ist beispielsweise eine Halterung für einen Monochromator bekannt, die eine durch manuelle Verstellung in ihrer Höhe einstellbare Säule und eine Kiemmutter enthält.

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Der Monochromator ruht am oberen Teil der Säule auf einer horizontalen Platte. Die Platte ist um eine senkrechte Achse um einige Grad drehbar. Es sind eine Anschlagschraube und eine an der Platte durch eine Einspannschraube befestigte Kachstellfeder vorhanden.

Obwohl diese Halterung von einfacher Bauart ist, macht sie jedoch schwierige Einstellungen erforderlich und gewährleistet weder die notwendige mechanische Stabilität noch die reproduzierbare Absonderung der gewünschten Spelctrallinie.

Ein anderer Monochromator kann nur mit einem horizontalen Röntgenstrahlenbündel arbeiten. Auf Grund der magnetischen Festlegung ist die Einstellung gegen Schwingungen jeglicher Art nicht beständig.

Die Halterung nach der Erfindung behebt diese Schwierigkeiten. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die ausfahrbare Säule mit einem zentralen Zylinder versehen ist, der eine Drehbewegung einer oberen Plattform um die Achse der Säule ermöglicht, daß diese Plattform selbst ein zum einfallenden Strahlenbündel im wesentlichen paralleles Gleitstück trägt und daß der Kopf von einer auf dem Gleitstück angebrachten horizontalen und drehbaren Welle gehalten ist.

Die horizontale Welle dreht sich vorzugsweise in einer Buchse, die ihrerseits um eine mit dem Gleitstück fest verbundene und zum einfallenden Strahlenbündel parallele Achse verschwenkbar ist.

Um die Stabilität der Halterung und die Genauigkeit der Bewegungen zu erhöhen, werden diese zweckmäßig durch UnterSetzungs— schx-auben gesteuert, die mit Nachstell- und Peststelleinrichtungen versehen sind.

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Nachstehend ist die Erfindung anhand von zwei Figuren i und 2 näher beschrieben, die im Teilschnitt ein Ausführungsbeispiel der Halterung nach der Erfindung veranschaulichen.

Ein Quarzplätteben 1 muß durch das Röntgenstrahlenbundel 2 so beleuchtet werden, daß die Erzeugende der zylindrischen Oberfläche des Strahlenbündel zur langen Seite der rechteckigen Quelle 3 parallel verläuft. Bei Betrachtung der Figuren stellt man fest, daß dieses Instellungbringen mit Hilfe der beiden folgenden Teile erfolgt:

a) an der Basis h des Fußes dreht sich ein senkrechter Zylinder 5 «m — 5° in einer Buchse 6. Die Drehung und die Festlegung werden mit Hilfe von Schrauben 7 und 8 erzielt.

b) aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine Schraube 9 eine Drehung
steuert.

Drehung von — 5° des Monochromators um eine Achse 10

Zum sicheren Erzielen der Absonderung der gewählten Spektrallinie ist es zweckmäßig, wenn sich der Austrittswinkel des Strahlenbündels entsprechend der jeweiligen Breite der Röntgenstrahl enquelle 5 von 6° auf 3° verändern läßt. Unter einem Blickwinkel von 3 beträgt die sich zeigende Breite der Quelle die Hälfte der Breite bei einem Blickwinkel von 6°. Der Wert des Austrittwinkels des Primärröntgenstrahlenbündels wird eingestellt durch Verstellen des Monochromators in einer zur Richtung des Strahlenbündels senkrechten Ebene und in zur Breite der Quelle paralleler Richtung.

Eine auf die Buchse 6 geschraubte Gewindebuchse 11 ermög—

licht diese Verstellung von - 10 mm.

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Das Einstellen der Brennweite der Rohre 3 auf den Kristall 1 erfolgt durch eine Verstellung des Monochromators parallel zur Richtung des Strahlenbtindeis. Die mögliche Vorstellung von 10 cm ermöglicht die Verwendung von mehreren Krümmungsradien für den Kristall und eine Auswahl voxi verschiedenen Strahlungen. Sie wird erreicht mit Hilfe eines durch eine Schnecke 13 betätigten Gleitstücks 12. Die Stellung wird an einer in den Figuren nicht dargestellten Teilung ermittelt. Damit diese Verstellung auf der Achse des Strahl en biind eis erfolgt, ruht das Gleitstück 12 auf einem feststehenden Neigungskeil Ik₁ dessen Winkel gleich dem des Austritts der Röntgenstrahlen ist.

Wenn die Strahlung die des Kupfers ist und die Reflexionsebene des Quarzkristalls JlOIl] ist, muß das streustrahlen— freie Uöntgenbündel zu dieser Ebene zum Herbeiführen der Bragg¹sehen Bedingung einen mittleren Einfallwinkel von 13°21^f haben. Dieser Winkel muß mit hoher Genauigkeit eingehalten werden, da sonst Löschung des gebeugten Strahlenbündels eintreten würde.

Das Einstellen dieses Winkels erfolgt durch eine Grobdrehung sowie durch eine mikrometrische Drehung. Das Lösen einer Schraube 15 gibt die Drehachse freij worauf der Monochromator von Hand an den gewünschten Winkel herangeführt wird.

bei erneut festgelegter Schraube 15 läßt eine Feineinstellvorrichtung." i6 den Monochromator mit einer Genauigkeit von 1.10 " Grad drehen. Diese Vorrichtung besteht aus einer sich gefion einen mit der Drehachse 18 des Monochromators dreh— losten Hebelarm 17 abstützenden Differentialschraube.

Der Monochromator kann in allen Stellungen arbeiten unter der Voraussetzung, daß die Basis des Fußes h festgelegt ist.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

(\JMonochromator-Halterung mit gekrümmtem Kristall, die einen Kopf mit dem Kristall auf einer ausfahrbaren Säule sowie einen Befestigungsfuß enthält, dadurch gekennzeichnet , daß die ausfahrbare Säule mit einem zentralen Zylinder (5) versehen ist, der eine Drehbewegung einer oberen Plattform um die Achse der Säule ermöglicht, daß die Plattform selbst ein zum einfallenden Strahlenbündel (2) im wesentlichen paralleles Gleitstück (12, 13) trägt und daß der Kopf von einer auf dem Gleitstück angebrachten horizontalen und drehbaren Welle (18) gehalten ist.

2_e Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die horizontale Welle (18) sich in einer Buchse dreht, die ihrerseits um eine mit dem Gleitstück fest verbundene und zum einfallenden Strahlenbündel parallele Achse (iO) ver^chwenkbar ist.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dreh— und Verschiebe— bewegungen durch Untersetzungsschrauben gesteuert sind, die mix Nachstell— und Feststelleinrichtungen versehen sind.

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