DE2923190A1 - Roentgenspektrometer - Google Patents

Roentgenspektrometer

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DE2923190A1 DE19792923190 DE2923190A DE2923190A1 DE 2923190 A1 DE2923190 A1 DE 2923190A1 DE 19792923190 DE19792923190 DE 19792923190 DE 2923190 A DE2923190 A DE 2923190A DE 2923190 A1 DE2923190 A1 DE 2923190A1
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Description

N. V. Philips' Bloeilampsnfabrigkcn, Eindhoven "
9.4.79 y ΡΗΝ.91Λ1
"Röntgenspektrometer".
Die Erfindung betrifft ein in einem
evakuierten Gehäuse angeordnetes Röntgenspektrometer mit einem wellenlängenabhängigen Röntgendetektionssystem und für die Bestrahlung eines zu untersuchenden Präparats
r mit einem Elektronenstrahler für die Erzeugung eines Elektronenstrahls und mit einem Röntgenstrahier mit einer Antikathode, auf die für die Erzeugung eines Röntgenstrahls der Elektronenstrahl mit Hilfe eines Elektronenablenksystems gerichtet werden kann.
-Q Ein derartiges Röntgenspektrometer
eignet sich insbesondere für die chemische Analyse, weil die in dem zu untersuchenden Präparat erzeugte Röntgenstrahlung charakteristische Röntgenstrahlung enthält, die aus im Präparat vorhandenen chemischen Elementen herrührt. Durch die wellenlängenabhängige Messung der erzeugten Röntgenstrahlung und durch deren Analyse können charakteristische Röntgenstrahlung aussendende Elemente identifiziert und durch die Messung der Intensität der betreffenden Strahlung quantifiziert werden. Für die
2Q Untersuchung eines Präparats mit leichten Elementen wie beispielsweise B, C, Na, Al oder Mg wird vorzugsweise Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl angewandt und für eine Untersuchung eines Präparats mit schwereren Elementen wird vorzugsweise Bestrahlung mit einem Röntgenstrahl benutzt.
909850/0867
9.^.79 y h PHN.9141
Aus der FR-PS 1 558 130 ist ein
Röntgenspektrometer der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem mit Hilfe der elektrostatischen Ablenkanordnung der Elektronenstrahl auf das zu untersuchende Präparat oder auf die, hier dem Präparat gegenübergestellte Antikathode gerichtet werden kann.
Das bekannte, beschriebene Röntgenspektrometer hat den Nachteil, dass zum Anstrahlen des Präparats mit Röntgenstrahlung vom Elektronenstrahler erzeugte Elektronen zunächst beschleunigt werden, wonach die beschleunigten Elektronen an der Antikathode abgelenkt werden. Eine der erforderlichen zwei Spannungsquellen wird zum Ablenken beschleunigter Elektronen benutzt, wozu verhältnismässig grosse elektrische Felder und somit verhältnismässig hohe elektrische Spannungen erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss in einem Röntgenspektrometer dadurch gelöst, dass das elektrostatische Ablenksystem derart ν angeordnet ist, dass bei abgeschaltetem Ablenksystem der Elektronenstrahl ungehemmt die Antikathode erreichen und bei eingeschaltetem Ablenksystem das Präparat treffen kann. Weil für die Bestrahlung des Präparats mit einem Röntgenstrahl das elektrostatische Ablenksystem abgeschaltet ist, wird nur eine Speisespannungsquelle benötigt, die bei Elektronenbestrahlung dazu verwendet wird, den Elektronenstrahl zum Präparat hin abzulenken, oder bei Röntgenstrahlung dazu verwendet wird, den Elektronenstrahl zur Antikathode hin zu beschleunigen.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Röntgenspektrometer s nach der Erfindung darstellt.
. In dem in einem evakuierbaren Gehäuse angeordneten Röntgenspektrometer wird ein zu untersuchendes Präparat 2 auf eine weiter unten zu beschreibende Weise mit einem Elektronenstrahl 3 oder mit einem
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9Λ. 79 ^'ζ* PHN. 91 ^I
Röntgenstrahl h angestrahlt. Hierbei wird im Präparat 2 Röntgenstrali.lung erzeugt, die wenigstens zum Teil aus charakteristischer Röntgenstrahlung aus den im Präparat vorhandenen chemischen Elementen besteht. Um diese Elemente zu identifizeren, wird die erzeugte Röntgenstrahlung wellenlängenabhängig mit einem an sich bekannten Röntgen_ detektionssystem mit einem Analysenkristall 5 und einem Röntgendetektor 6 gemessen, der, wie äusserst schematisch dargestellt ist, im Röntgenspektrometer in bezug aufein-
^ ander und auf das Präparat 2 drehbar angeorndet sind.
Die gegenseitige Lage der in bezug aufeinander drehbaren Teile wird auf eine an sich bekannte und nicht näher zu beschreibende Weise gemessen und die betreffenden Messdaten werden mit den Messdaten aus dem Detektor 6 zur Verarbeitung auf einen Analysenapparat 7 mit Hilfe eines Kabels 8 bzw. 9 übertragen, das über eine vakuumdichte Durchführung 10 durch eine Wand des Gehäuses 1 geführt ist.
Ein für Bestrahlung erforderlicher
Elektronenstrahl 11 wird auf bekannte Weise mit Hilfe
eines Heizdrahtes 12, der in einem Wehneltelektr-ode 13
* angeordnet ist, und mit einer ersten Anode 14 und einer elektromagnetischen Linse 15 erzeugt, die an einem Zylinder 16 aus Isolationsmaterial befestigt sind. Für die Speisung sind diese Teile mit einem Speisegerät 17 über
Kabel. 18 verbunden, die durch vakuumdichte Durchführungen •10 durch eine Wand des Gehäuses 1 geführt sind. Der Elektronenstrahl 11 wird mit Hilfe eines Elektronenablenksystems 19 mit zylinderförmigen leitenden Platten 20 und 21 auf das Präparat 2 gerichtet, die an eine
Hochspannungsspeiseeinheit mit Hilfe eines Schalters 23 und Kabel 24 und 25 angeschlossen ist, die durch vakuumdichte Durchführungen 10 durch die Wand des Gehäuses 1 geführt sind. Durch das Umschalten des Schalters 22 wird die Hochspannungsspeiseeinheit 22 mit einer Antikathode 30 die auf einem Träger 28 befestigt ist, und mit einer zweiten Anode 29 mit Hilfe des Kabels 26 bzw, 27, verbunden, die über vakuumdichte Durchführungen 10 durch eine Wand des Gehäuses 1 geführt sind. Der Elektronen-
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9.4.79 y / PHN.9141
strahl 11 wird jetzt nicht vom Ablenksystem 19 beeinflusst, sondern durch die Hochspannung zwischen der zweiten Anode 29 und der Antikathode 30 beschleunigt. In der Antikathode 30 wird Röntgenstrahlung erzeugt, von der der vom Strahl k umfasste Teil für die Bestrahlung des Präparat 2 benutzt wird.
Der Strahl k wird durch eine Öffnung in einem Kollimator 32 begrenzt, der mit Hilfe eines Bügels 33 an einer Wand des Gehäuses 1 befestigt ist.
Auf der Öffnung 31 ist ein abnehmbares Elektronenfilter J,h beispielsweise von 100 /um Al angebracht, um die von der Antikathode 30 des Strahls 11 reflektierten Elektronen zu hindern, das Präparat 2 zu erreichen. Das Spektrum der reflektierten Elektronen weist im allgemeinen eine grosse Energie streuung auf. Ungenauigkeiten in der Analyse der im Präparat erzeugten Röntgenstrahlung, die bei gleichzeitiger Bestrahlung· durch reflektierte Elektronen und Röntgenstrahlung durch diese Energiestreuung verursacht werden, sind so verrnieden.
Das Präparat 2 ist auf einem Präparathalter 35 befestigt, der einstellbar auf einem Fuss 36 angeordnet ist, der an einem Deckel 37 befestigt ist, der mit Hilfe der Bolzen 38 abnehmbar an einer Wand des Gehäuses 1 befestigt ist. Ein O-Ring 39 sorgt für eine Vakuumabdichtung. Der Präparathalter 35 ist um eine Achse senkrecht auf der Zeichenebene drehbar, so dass der Winkel zwischen der Präparatfläche und der einfallenden Strahlung (der Einfallswinkel) verschiedene Werte erhalten kann. Wenn der Einfallswinkel klein ist,-wird durch eine verhältnismässig geringe Eindringtiefe von Röntgen- und Elektronenstrahlung nur eine Oberflächenschicht mit geringer Tiefe untersucht. Durch die Ausführung von Analysen bei verschiedenen Einfallswinkeln wird eine Tiefenanalyse erhalten. Wenn vor dem Anfang einer Untersuchung der Deckel 37 angebracht ist, wird das Gehäuse 1 des Spektrometers mittels einer Pumpe 40, die mit dem Gehäuse 1 mit einer Pumpenleitung Κλ verbunden ist, evakuiert. Das Evakuieren wird durch das Entgasen der
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9Λ.79 y γ ΡΗΝ.9141
im Gehäuse 1 angeordneten Teile relativ gering beeinflusst, weil der für Bestrahlung erforderliche Röntgenstränier nur aus dem Träger 28 mit der Antikathode 30 besteht und daher relativ klein ist.
Der Träger 28 ist mit Hilfe einer Einrichtung Kz, die mit einer Wand des Gehäuses 1 verbunden ist, im Gehäuse 1 drehbar angeordnet. Um während einer Untersuchung den Röntgenstrahier zu wechseln, ohne die Analyse zu unterbrechen, weil eine neue oder andere
1" Antikathode gewünscht wird, braucht nur der Träger 28, der hier mit vier Antikathoden 30, k3, kk und 4 5 versehen ist, gedreht zu werden. Eine andere Antikathode ist beispielsweise gewünscht, wenn sich während einer Analyse herausstellt, dass das zu untersuchende*■ Präparat 2 ein
'*" Element enthält, das auch in der Antikathode vorkommt und im Strahl k dadurch charakteristische Röntgenstrahlung dieses Elements a.uslöst. Die Antikathode kann ebenfalls eine nicht dargestellte rotierende Antikathode sein, die an ihrem Umfang mit einer Bahn aus einem Material * ι
versehen ist, aus dem auch eine der Antikathoden 30, 43, hK oder 4 5 hergestellt ist. Durch die Verwendung einer derartigen Antikathodenform ist die Belastbarheit des Röntgenstrahlers relativ gross.
909850/0867
Leerseite

Claims (1)

  1. 9.4.79 1 PHN.9141
    "PATENTANSPRÜCHE:»
    1 .) In einem evakuierbaren Gehäuse ange-
    ordnetes Röntgenspektrometer mit einem Wellenlängenabhängigen Röntgendetektionssystem und für die Bestrahlung eines zu untersuchenden Präparats mit einem Elektronen-
    g strahler für die Erzeugung eines Elektronenstrahls und mit einem Röntgenstrahier mit einer Antikathode (30 )j auf die für die Erzeugung eines Röntgenstrahls der Elektronenstrahl (3) mit Hilfe eines elektrostatischen Ablenksystems (I9) gerichtet werden kann, dadurch
    jQ gekennzeichnet, dass das elektrostatische Ablenksystem (19) derart angeordnet ist, dass bei abgeschaltetem Ablenksystem der Elektronenstrahl (3) ungehemmt die Antikathode (30) erreichen und bei eingeschaltetem Ablenksystem das Präparat (2) erreichen kann.
    2. Röntgenspektrometer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antikathode (30) und dem Präparat (2.) ein abnehmbares Elektronenfilter (3^) angeordnet ist.
    3· Röntgenspektrometer nach einem der voran-
    gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antikathode (30) auf einem in Gehäuse (i) drehbaren Träger (28) angeordnet ist, der mit einer Anzahl von Antikathoden (30, kj, 1Ih, k^) versehen ist, die einzeln für die Erzeugung des Röntgenstrahles benutzt werden können.
    908850/0867
    9.4.79
    2323190
    h. Röntgenspektrometer nach, einem der
    vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Präparat (2) im Spektrometer drehbar angeordnet ist.
    909850/0867
DE19792923190 1978-06-12 1979-06-08 Roentgenspektrometer Granted DE2923190A1 (de)

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DE2923190C2 DE2923190C2 (de) 1987-09-17

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