DE3030227A1 - Vorrichtung zum messen duenner schichten mittels (beta)-strahlen - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.- ING. ULRICH KINKELIN 7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 -Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

24. Juli 1980

Firma Helmut Fischer GmbH & Co., 7032 Sindelfingen - 6 , Industriestraße 21 Institut für Elektronik und Meßtechnik

VORRICHTUNG ZUM MESSEN DÜNNER SCHICHTEN MITTELS BETASTRAHLEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei solchen Vorrichtungen kann man dann optimal messen, wenn der Abstand Punkfquelle/Blende optimal ist. Die Entfernungen liegen hier größenordnungsmäßig im Bereich von 0,1 bis 1 mm , so daß Änderungen des Abstands die einmal eingestellte Optimierung sehr verschlechtern. Solche Abjiandsänderungen können entweder willkürlich oder unwillkürlich auf der Benutzerseite eintreten.

Nachteilig an den seitherigen Vorrichtungen ist auch, daß nach dem Anlegen der Gleichspannung an das Geiger-Müller-Rohr die Eigenschaften der Vorrichtung sich noch eine Zeitlang ändern. Einen "eingeschwungenen" Zustand hat man erst nach längerer Zeit. Dies ist in der vorliegenden Technik deshalb nachteilig, weil ja Betastrahlen ohnehin nur statistisch erfaßbare Meßergebnisse zur Folge haben, so daß sich die Statistik noch mit einem anderen zeitabhängigen Vorgang überlagert.

BAD ORIGiWAL

Außerdem haben die seitherigen Vorrichtungen den Nachteil, daß sie nur zeitraubend umzurüsten sind. Es gibt unterschiedliche Meßprobleme (unterschiedliche Stoffe auf unterschiedlichen Schichten, unterschiedliche Dicken, unterschiedliche Blenden für unterschiedlich gekrümmte Meßgegenstände usw. ) Manchmal eignet sich Promethium besser als Strahler, manchmal Tallium, manchmal Strontium.. ■■ .

Schließlich berücksichtigen die bekannten Vorrichtungen auch nicht, daß jeder Strahler ein Individuum hinsichtlich des strahlenden Isotopes ist und daß jede Vorrichtung auf dieses Individuum abgestimmt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die auf wirtschaftliche Weise sämtliche oben genannten Nachteile vermeidet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Damit erhält man mindestens folgende Vorteile:

a) Es entsteht ein kompaktes Meßelement, das ähnlich wie eine Sicherung oder ein Tubus eines Mikroskops oder eine Glühbirne leicht ausgewechselt werden kann.

b) Es ist auf einfache Weise möglich, die Vorrichtung auf kleinste Meßunsicherheit einzustellen.

c) Da die Bauweise optimiert ist, kann man bei gleicher Genauigkeit mit kleineren Blenden arbeiten, so daß es z, B. möglich ist, die Blendenvielzahl in der Praxis auf zwei Meßelemente herabzusetzen, wodurch sich erfahrungsgemäß 95 % aller Anwendungen abdecken lassen.

d) Im Falle einer Reparatur läßt sich im Herstellerwerk die Konterung lösen,

und es können dort die notwendigen Arbeiten durchgeführt werden. Der Kunde erhält dann die komplett?, wiedereingestellte Vorrichtung.

e) Da man nunmehr eine Einheit geschaffen hat, kann man diese in eine Warteposition in einem Ständer ähnlich einem Batterie ladeständer oder einem Reagenzunter Spannung

glasständer/halten, das Meßelement behält seine Eigenschaften bei und die im Meßgerät im Rechner gespeicherten Konstanten behalten unverändert ihre Gültigkeit.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß man durch eine einzige Einstellung die Vorrichtung justieren kann, denn man braucht dann nur noch die zwei Teil tuben gegeneinander zu verschieben.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man eine besonders günstige Zuordnung der Baueinheiten, obwohl eine andere Zuordnung ebenfalls möglich wäre.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man eine besonders einfache Feineinstellvorrichtung, die die Koaxialität stets beibehält und mit der man z. B. eine 3 -Umdrehung ohne weiteres realisieren kann und entsprechend feine Abstandsveränderungen erhält.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, daß man einerseits das GM-Rohr lagerichtig im hinteren Teiltubus und auf einfache Weise positionieren kann und andererseits den vorderen Teiltubus mit der ihm zugeordneten Baueinheit auf einfache Weise positionieren und in der richtigen Lage kontern kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 bekommt man eine einfache Kontaktierung, kann den vorderen Teil tubus zugleich als Halterungsmittel in einem Meßtisch verwenden, hat eine niedrige Streukapazität und gelangt dementsprechend in hohe Zählraten und hat so einfache Kontaktierungsmöglichkeiten wie z.B. bei einer Batterie.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelingt es, der Vorrichtung auch zugleich den Arbeitswiderstand sehr kapazitätsarm zu geben.

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 kann man die Trägervorrichtung einfach auf das GM-Rohr aufsefcen und sie einfach mir diesem verbinden, ohne daß ins Gewicht fallende Abschottungen der zurückgestreuten Betastrahlen auftritt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 erreicht man einen patronenartigen, sehr kapazitätsarmen Einsatz.

Ein GM-Rohr gemäß den Ansprüchen 10 hat sich sehr bewährt im Hinblick auf optimales Erfassen energiearmer rückgestreuter Strahlung, Größe der Strahlung auffangenden Fläche und der Notwendigkeit, im Inneren eines GM-Rohrs einen Unterdruck zu schaffen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 11 erreicht man, daß man den Blendenring auswechseln kann und die gleiche Vorrichtung mit unterschiedlichen Blendenringen sehr vielseitig einsetzen kann, falls auf beste Optimierung(Minimierung der statistischen Fehler)verzichtet werden kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 erreicht man, daß die Punktquelle beim Aus- : wechseln der Blendenringe nicht beschädigt wird.

Bei der Vorrichtung waren auch noch folgende Dinge zu berücksichtigen:

1. An sich kann man GM-Rohre mit Unterdruck herstellen oder sie mit Gas füllen, das Unterdruck hat. Im vorliegenden Fall wurden gasgefüllte GM-Rohre verwendet, da sie einen größeren Ausgangsimpuls abgeben.

2. Bei entsprechend nachgeschalteten Verstärkern können Proportionalzählrohre im Sinne dieser Erfindung wie GM-Zählrohre verwendet werden.

3. Es gibt auch Ionisationskammern als Kemstrahlungsdetektoren. Deren Wirkungsgrad steigt jedoch mit dem Kammcrvnlumen, während es ja gerade Sinn der Erfindung ist, verhältnismäßig kleine Vorrichtungen zu schaffen.

4. Derzeitig bekannte Halbleitera'etektoren entfalten, da sie keine bis heute zu GM-Rohren äquivalente Eigenschaften haben, noch sehr tiefgekühlt werden müssen und die Kühiungsapparatur die Austauschbarkeit der Vorrichtungen praktisch unmöglich macht.

5. Es entfallen auch die Szintilationsrohre. Diese benötigen ein Fotomultiplier, weichletzteres die Vorrichtung teuer, voluminös, kompliziert und umfangreich machen würde.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen

ORIGINAL INSPECTED

beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 2 eine explodierte Darstellung der Vorrichtung nach Figur 2, bei der

sich jedoch die Kontaktfeder auf der Kathode befindet, Fig. 3 eine Ansicht gemäß dem Pfeil A in Figur 1, Fig. 4 eine Ansicht antiparallel zum Pfeil A in den vorderen Teilbubus hinein, Fig. 5 die Stirnansicht der Trägervorrichtung, wie sie auf dem GM-Rohr sitzt, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von Figur 5 in nochmals vergrößerter Darstellung,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Kontaktfeder, Fig. 8 eine Axialansicht der Kontaktfeder, Fig. 9 eine Axialansicht des Konterrings, Fig. 10 eine nochmals vergrößerte Schnittansicht durch das GM-Rohr, Fig. 11 eine Axialansicht in den hinteren Teiltubus hinein, Fig. 12 eine Ansicht gemäß dem Pfeil B in Figur 1, Fig. 13 die Anordnung des Schraubrings im hinteren Teiltubus, die räumliche Lage des Arbeitswiderstands und der Kontaktplatte mit gestrichelt

angedeutetem hinteren Teil des GM-Rohrs, Fig. 14 einen Radialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel im Bereich

des Blendrings,
Fig. 15 eine Radialansicht eines Werkzeugs für die Vorrichtung samt der Vorrichtung, beide zusammen eingesetzt in einem Bereifctellungssränder.

Soweit nicht anderes angegeben, sind die Figuren dreifach vergrößerte Darstellungen des Originals. In Wirklichkeit ist die Vorrichtung also nicht einmal daumengroß.

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Die Erfindung umfaßt einen ersten Teiltubus 21, einen zweiten Teiltubus 22, ein GM-Rohr 23 sowie einen Blendring 24 und eine Trägervorrichtung 26 für eine Punktquelle 27.

Die Erfindung wird nunmehr von vom ausgehend beschrieben. Ein Lagerstein 28 entsprechend der DE-PS 20 13 270 ( US-PS 3 714 436 , GB-PS 1 323 906 ) ist koaxial ;_u einer geometrischen Längsachse 29 angeordnet. Der Lagerstein hat eine durch ihn hindurchgehende Blendenöffnung30, die mindestens in Teilbereichen koaxial ist und im vorliegenden Fall die Gestalt eines Radial Schlitzes hat. Der Lagerstein 28 ist im Blendenring 24 gefaßt, der einen Kegelstumpfmantel 31 umfaßt, der koaxial angeordnet ist. Er geht in einen Ringansatz 32 über, hinter den eine eingestochene Ringnut 33 folgt. Von dort aus geht der Blendenring 24 , zu dem die oben bezeichneten Teile gehören, in den Teiltubus 21 über, der koaxial angeordnet ist und die Gestalt einer weitgehend kreiszylindrischen Mutter hat. Um in einer nichH dargestellten Meßanordnung einen Halt zu finden, ist eine Quernut 34 als Sekante in den Mantel des Teiltubus 21 eingeschnitten. Außerdem ist in den Mantel des Teiltubus 21 eine achsparallele Längsnut 36 eingeschnitten, die von vorne achsparallel zugänglich ist, so daß dort ein Mitnahmewerkzeug eingesetzt werden kann. Hinten hat der Teiltubus 21 eine radiale Stirnfläche 37, die einen Ring bildet. Innen hat der Teiltubus 21 einen koaxialen kreiszylindrischen Hohlraum 38, der in den entsprechenden inneren Hohlraum des Blendrings 24 übergeht.. Die Innenwand des Teiliubus 21 ist mit einem Feingewinde 39 versehen, das an der Stirnfläche 37 beginnt und sich nahe-■zu Jibet die .ganze Länge.,des-leIliuhus_r2J .ecsireckt™. Mit Ausnnhrnexles«Lagej5leins 28.,~ ^ sind die bislang beschriebenen Teile metallisch.

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Der Teiltubus 22 besteht aus Resitex als Isolationsmaterial.und ist ein Dielektrikum. Er ist koaxial zur Längsachse 29 angeordnet. Mit seinem Außen-Feingewinde 41 kann er in das Innen-Feingewinde 39 eingeschraubt werden. Diese Paarung Metall/ Kunststoff hat einen niederen Reibungswiderstand, so daß die Teiltuben 21, 22 feinfühlig gegeneinander verdreht werden können. Das Feingewinde 41 geht hinten in einen kreisringförmigen, radialen Ansatz 42 über, so daß ein Zylinderkörper 43 etwas größeren Durchmessers folgt. Nach einer kreisringförmigen Stufe 44 folgt ein im Durchmesser wesentlich kleinerer Sockel 46. In seinem Boden 47 ist eine Einsenkung 48 vorgesehen, die wie der Sockel 46 koaxial ist. Der Teiltubus 22 hat innen ein koaxiales kreiszylindrisches Sackloch 49. Von ihm aus führt eine Durchgangsbohrung 51 in die Einsenkung 48.

Im Zylinderkörper 43 ist gemäß Figur 2 und indirekt auch aus Figur 13 hervorgehend ein Langloch 52 vorgesehen, das durch die Wand des Zylinderkörpers 43 vollständig hindurchgeht, etwa die Länge eines 1/10 Watt-Widerstands hat und in der Ansicht von Fig. 2 etwa unter 45 liegt.

Ein Messing-Ring 53 ist koaxial angeordnet. Mit seiner kreiszylindrisehen Außenumfangsflache 54 ist er an die Wand des Sacklochs 49 angeklebt , und zwar in einer solchen axialen Lage, daß die Außenumfangsflache 54 mit einem entsprechenden Teilbereich 56 im gemäß Fig. 2 rechten Endbereich des Langlochs 52 erscheint. Der Messingring 53 hat ein Innengewinde 57 sowie gemäß Fig. 13 rechts eine radiale Stirnfläche 58. Der Messing-Ring 53 ist nur wenige Millimeter lang, dünn, damit massearm und stellt damit nur eine geringe Kapazität gegenüber der Erde dar.

In die Einsenkung 46 ist eine mstallene Kontaktscheibe 59 eingeklebt, die dort zwar geschützt ist, jedoch den Sockel 46 nach hinten etwas überragt.

Im Langloch 52 liegt ein 1/10 Watt-Widerstand 61 als Arbeitswiderstand des GM-Rohrs 23. Da der Zylinderkörper 43 dicker ist als der Durchmesser des Widerstands 61, liegt der Widerstand 61 geschützt im Langloch 52 und kann dort gegebenenfalls auch vergossen sein. Sein rechtes Bein 62 ist mit einem Lötpunkt 63 am Teilbereich 56 angelötet. Dies kann mit Hilfe heutiger Feinlötkolben durch das an sich kleine Langloch hindurch geschehen. Das linke Bein 64 ist zweimal rechtwinklig abgeknickt, verläuft teilweise im Außenbereich des Sacklochs 49, durchquert die Durchgangsbohrung 51 und ist an die Kontaktscheibe 59 angelötet.

Auf dem Feingewinde 41 sitzt ein schmaler Konterring 66 mit entsprechendem Innenfeingewinde, dessen Außendurchmesser wenig größer als der Außendurchmesser des Zylinderkörpers 43 ist. Wenn man bei rotatorisch festgehaltenen Teiltuben 21, 22 den Konterring 66 fest gegen die Stirnfläche 37dreht und gegebenenfalls zusätzlich mit Lack oder einer Madenschraube sichert, verbleiben die Teiltuben 21, 22 zueinander in axial unverändertlicher Lage.

Das GM-Rohr 23 umfaßt eine metallene kreiszylinderförmige Kathode 67, die einen Kreisringmantel darstellt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Feingewindes 39. Mit einem Abstand von der vorderen kreis ring form ig en Stirnfläche 68 ist ein kreisförmiges Glimmerfenster 69 eingeschmolzen.Die Kathode ist koaxial angeordnet. Im lonisationsraum 71 ist koaxial eine Anode 72 vorgesehen,

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bestehend aus einem Draht 73, an dessen freiem Ende direkt hinter dem Glimmerfenster 69 eine rotationssymmetrische,im Querschnitt etwa elliptische Verdickung 74 sich befindet. Von rückwärts ist in dem lonisafionsraum 71 ein Keramikkörper 76 luftdicht eingeklebt. Er ist kreiszylindrisch und hat in seinem hinteren Endbereich einen kleinen Flansch 77. Ferner hat er eine koaxiale Durchgangsbohrung 78, durch die hindurch sich der Draht 73 erstreckt.

Von rückwärts ist auf den Flansch 77 luftdicht ein Schraubsockel 79 geklebt, der aus Metall besteht , einen zum Flansch 77passenden Anschlußflansch 81 aufweist, der wie der Flansch 77 einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Sacklochs 49.

Der Anschlußflansch 81 geht nach einer radialen, kreis ring form igen, nach innen springenden Stirnfläche 82 in ein Außengewinde 83 über. Der Schraubsockel 79 hat eine koaxiale Durchgangsbohrung 84, in der sich der Draht 73 weiterhin erstreckt und galvanisch leitend mit dem Schraubsockel 79 verbunden ist. Auf die hintere Radialfläche 86 ist ein aus Glas bestehender Abpumpstutzen 87 aufgeschmolzen, durch den vor dem Abschmelzen Im lonisafionsraum 71 über die Durchgangsbohrungen 78, 84 ein genügender Unterdruck geschaffen werden kann. Das GM-Rohr 23 ist mit seinem Schraubsockel 79 fest in den Messingring 53 eingeschraubt, so daß die Stirnflächen und 82 fest aneinander liegen und keine nachträgliche Verdrehung zugelassen wird. Im montierten Zustand ragt damit der Abpumpstutzen 87 geschützt in den hinteren Bereich des Sacklochs 49 , ohne den Boden 47 zu berühren. Der Abpumpstutzen 87 berührtauch nicht den Widerstand 61 noch das Bein 64, da diese radial weiter außen

I iegen.

Ist das GM-Rohr 23 in den Teiltubus 22 hineingeschraubt, dann schaut nur etwa die Hälfte des Keramikkörpers 76 nach vorne über den Teiltubus 22 hinaus.

Die Trägervorrichtung 26 umfaßt einen kreiszylindrischen, koaxialen Ring 88 aus Metall, der einen etwas größe^ren Außendurchmesser als die Kathode 67 hat. Der Ring 88 paßt jedoch mit wenig Spiel - so daß sich eine Hilfs-Montageführung ergibt in den Innendurchmesser des Feingewindes 39. Der Ring 88 ist mit seiner hinteren Stirnfläche 89 auf der ebenfalls radialen Stirnfläche 68 festgeklebt. Die Außenwand des Rings 88 ragt also etwas über die Anode radial hinaus. Die Innenwand des Rings 88 ist etwas nach außen gegenüber der Innenwand der Kathode 67 versetzt und schattet daher den lonisationsraum 71 nicht ab. Die Innenwand 91 geht an zwei 180 gegeneinander versetztenStellen in eine radiale Speiche 92 über , die in Abschattungsrichtung dünn Ist und in der Mitte koaxial eine ringförmige Verdickung aufweist. Die Verdickung 93 hat ein koaxiales DurchgangsIoch 94, in das die Punktquelle 27 von rückwärts bündig eingeklebt ist. Die Punktquelle 27 besteht aus einem Röhrchen 96 von 0,2 mm Außendurchmesser, das aus Betastrahlen absorbierendem Material besteht. Obwohl eingangs auf den Maßstab der Zeichnungen hingewiesen worden ist, soll trotzdem nochmals zum Größenvergleich auf dieses Röhrchenmaß hingewiesen werden, da eventuell die notwendige Vergrößerung die Wertschätzung für die Erfindung verfälschen kann.

Das Röhrchen 96 enthält koaxial einen Draht 97, der es nach rückwärts auf dem allergrößten Teil seiner Länge abschließt und der auf seiner vorderen Stirnfläche

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ein Sfrahler-Kügelchen 99 trägt. Das vordere Ende des Röhrchens 96 ist mit einer 10 Mü dicken Titanfolie 101 verschlossen. Der Abstand des Strahlerkügelchens 99 von der Titanfolie 101 liegt bei 0,1 bis 0,2 mm , falls das Sfrahlerkügelchen 99 aus Promethium, Tallium, Strontium ist.

Der Abstand ist etwas größer, wenn man einen Catmiumstrahier hat. Obwohl damit das Strahlerkügelchen 99 weit vorne liegt, kann man das ganze als Punktquelle betrachten.

Im fertig montierten Zustand befindet sich die Titanfolie 101 von der Vorderseite des Lagersteins 28 in einem Abstand von ungefähr 0,1 bis 0,8 mm. Ersteres Maß gilt natürlich nur, wenn der Lagerstein 28 rückseitig eine so gestaltete koaxiale Öffnung hat, daß das vordere Ende des Röhrchens 96 mindestens teilweise in den Lagerstein 28 eintauchen kann.

Eine in denFiguren 7 und 8 im einzelnen dargestellte Konfaktfeder 102 besteht aus am Rücken zusammenhängenden Lappenpaaren 103 und 104. Im entspannten Zustand hat gemäß Fig. 1 das Lappenpaar 103 einen etwas kleineren Durchmesser als das Lappenpaar 104. Das Lappenpaar 103 dient dazu, die Kontaktfeder 102 mechanisch klemmend und elektrisch leitend auf der Kathode 67 festzuklemmen, wobei das Lappenpaar 103 soweit vorgeschoben werden kann, daß es an der Stirnfläche 89 anschließt. Dabei ragt es nach außen nicht über den Ring 88 hinaus, so daß die Einheit insoweit trotzdem in das Feingewinde 39 eingeschoben werden kann.

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Das Lappenpaar 104 ist über den Rücken galvanisch leitend mit dem Lappenpaar 103 verbunden und ragt zumindest mit Teilbereichen soweit von der geometrischen Längsachse 29 weg, daß es beim Einschrauben in den Teiltubus 21 mit dem zahlreiche Punktkontakte bildenden Feingewinde 39 Kontakt machen. Dabei sitzt das Lappenpaar 104 teilweise ebenfalls auf der Kathode 67 und kann nicht zu weit auf den Umfang des Keramikkörpers 76 abgedrängt werden. Die Kontaktfeder 102 stellt also eine galvanisch leitende Verbindung zwischen der Kathode 67 und dem Teiltubus 21 dar.

Figur 14 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das einerseits die filigrane Punktquelle 27 schützt und andererseits es gestattet, den Blendring 24 auszuwechseln, so daß man sich an unterschiedliche Meßprobleme anpassen kann. Hierzu geht von einer Stirnfläche 106 des Teiltubus 107 koaxial eine Schutzwand 108 aus , die sich kegelstumpfförmig erstreckt und eine Innenöffnung 109 hat, die die Betastrahlen mit Sicherheit nicht behindert, in die die Titanfolie 101 gegebenenfalls sogar eintreten kann, aber auf jeden Fall zuverlässig verhindert, daß man beim Überstreichen der Innenöffhung 109 mit dem Finger z. B. die Punktquelle 2/ verbiegen kann, so daß die einmal eingestellte Justierung nicht mehr stimmt.

Von vorne her ist auf den Teiltubus 107 als getrenntes Bauelement ein Blendring 111 aufgesetzt, der einen koaxialen Außenflansch 112 hat, der mit seiner Innenfläche 113 an einer kurzen, stirnseitig vorgesehenen koaxialen Außen-Ringfläche 114 positionierend anliegt. Nach hinten wird der Blendring 111 durch eine Überwurfmutter 116 gezogen, die ein Innengewinde 117 hat , das auf ein entsprechendes Außengewinde des Teiltubus 107 aufgeschraubt ist. Mit einem Innenflansch 118

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zieht die Überwurfmutter 116 den Außenflansch 112 gegen eine Kreisschulter 119, so daß axiale Bewegungen unmöglich sind. Der Blendring 111 besitzt analog der Schutzwand 108 einen etwa zu dieser parallel verlaufenden Kegelstumpf 121, der den Lagerstein 122 trägt.

Von der Stirnseite her und von außen zugänglich sind in der Überwurfmutter 116 um 180 versetzt zwei Aussparungen 123 vorgesehen.

In diese können Zapfen 124 eines Vielfachwerkzeugs 126 eingesetzt werden. Dieses Vielfachwerkzeug 126 hat an seiner einen Stirnseite eine Vertiefung 127, in die beim Abschrauben der Überwurfmutter 116 der Kegelstumpf 121 und der Lagerstein 122 eintauchen können.

Hat man die Überwurfmutter 116 abgeschraubt, dann kann man auch den iJämpfring 111 wegnehmen und ihn durch einen anderen ersetzen und dann wieder mit Hilfe des Vielfachwerkzeuges 126 die gleiche Überwurfmutter 116 aufschrauben.

Soll die Einheit jedoch nicht verwendet werden, weil man z.B. einen anderen Strahler braucht, dann bedient man sich ebenfalls des Vielfachwerkzeugs 126. Hierzu hat dieses von der.anderen Stirnseite herein koaxiales Sackloch 128, das ein Innengewinde 129 aufweist, das auf das Außengewinde 131 des Teiltubus 107 paßt. Das Vielfachwerkzeug 126 ist aus Betastrahlen absorbierendem Material und für diese unendlich dick (z.B. Aluminium ). Im Boden des Sackloches 128 ist eine Schicht 132 aufgebracht, die bekannte Rückstreudaten hat. Das Vielfachwerkzeug 126 zusammen mit der erfindungsgemäßen Einheit kann in einen Ständer 133 eingesetzt

werden, der eine entsprechend große, senkrecht nach oben offene Ausnehmung hat. An ihrem Boden befindet sich eine Kontaktplatte 136 und in einer gewissen Höhe befindet sich ein nicht näher dargestellter federnder Ringkontakt 137. Letzterer kontaktiert den Teiltubus 21 und damit die Kathode 67. Die Kontaktplatte 136 kontaktiert die Kontaktscheibe 59 und damit die Anode 72. Damit die Einheit stets unter Betriebsspannung steht, sind Zuleitungen 138 und 139 zu einer Hochspannungsquelle 141 vorgesehen, in dieser Masche liegt auch ein nichtdargestelltes Zählgerät, so daß man stets die rückgestreuten Betateilchen zählen kann.

-Jo-

Leerseite

Claims (12)

1. PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KiNKELIN Sindelfingen -Auf dem Goldberg- Weimarer Str. 32/34 -Telefon 07031/86501

   Telex 7265509 rose d

   24. Juli 1980 12 042 Patentansprüche:

   f 1 .J Vorrichtung zum Messen dünner Schichten mit dem Betastrahlen-Verfahren, mit einem Blendring, der eine sehr kleine Blendenöffnung aufweist, mit einer zur Blendenöffnung koaxialen Punktquelle eines Beta-Strahlers, die hinter der Blendenöffnung liegt und zu ihr einen Abstand hat, mit einer Trägervorrichtung für die Punktquelle, mit einen hinter der Ttägervorrichtung angeordneten, koaxialen Geiger-Müller-Rohr,

   mit einer Halterungsvorrichtung für das Ge ig er-Müll er-Rohr, mit einer Kontaktvorrichtung für die Anode des GM-Rohrs und mit einer Kontaktvorrichtung für die Kathode des GM-Rohrs_T dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens einen ersten Teil tubus (21) und einen zweiten Teiltubus (22) aufweisende Tubusvorrichtung vorgesehen ist, bei der die Teiltuben (21, 22) koaxial zueinander durch mindestens eine Feineinstellvorrichtung (39, 41) verstellbar sind, daß in den Teiltuben (21, 22) koaxial die Punktquelle (27) und das GM-Rohr (23) vorgesehen sind, daß die Teiltuben (21, 22) mit je einem oder zweien der Baueinheiten Blendenring (24) / Punktquelle (27)/ GM-Rohr (23) verbunden sind, daß mindestens eine, die Feineinstellvorrichtung (39, 41) blockierende Blockiervorrichtung (66)

   vorgesehen isf und daß je einer der Teilfuben (22) galvanisch leitend mit der Anode (72) und einer der Teiltuben (21) galvanisch leitend mit der Kathode (67) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teiltuben (21, 22) vorgesehen sind, von denen der eine (22) zwei, in starrer Geometrie miteinander verbundene Baueinheiten Blendring/Punktquelle oder GM-Rohr (23) /Punktquelle (27) und der andere die andere Baueinheit GM-Rohr oder Blendring (24) trägt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teiltubus (21) die Baueinheit Blendring (24) trägt und daß der hintere Teiltubus (22) die Baueinheiten P-unktquelle (27)/GM-Rohr (23) trägt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feineinstellvorrichtung (39, 41) ein Feingewinde mit einer Steigung von 0,5 mm bis 1 mm pro Umdrehung, vorzugsweise um 0,75 mm ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teiltubus (21) eine Hülsenmutter mit Innengewinde (39) ist, daß der hintere Teiltubus (22) ein Rohr ist, in das das GM-Rohr (23) mit einer Schraubvorrichtung (82, 83) hineingeschraubt ist, der in seinem vorderen Bereich ein in das Innengewinde (39) passendes Außengewinde (41) aufweist und daß auf dem Außengewinde (41) ein Konter-Gewindering (66) als Blockiervorrichtung sitzt.

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6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teiltubus (21) aus Metall ist und durch eine Ringfeder (103, 104) galvanisch verbunden ist, daß der Schraubsockel (79) in einen koaxialen metallenen Innenring (53) des Isolators (22) eingeschraubt ist und daß der Innenring (53) galvanisch leitend mit einer Metallplatte (59) verbunden ist, die sich koaxial im Boden (47) des hinteren Teiltubus (22) befindet.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Teiltubus (22) eine Ausnehmung (52) aufweist, in der der Arbeitswiderstand (61) des GM-Rohrs (23) liegt, dessen einer Draht (62) galvanisch mit der Anode (72) und dessen anderer Draht (64) mit einer Ableitung (59) galvanisch verbunden ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägervorrichtung (26) einen Mantelring (88) aufweist, dessen Speichen (92) die Punktquelle (27) tragen und daß die hintere Stirnfläche (68) des Mantelrings (89) fest, vorzugsweise durch Klebmasse, mit der vorderen Stirnfläche des Mantels (67) des GM-Rohrs (23) verbunden ist.
9. 9. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das GM-Rohr (23) vorn einen kreiszylindrischen Mantelring (89) aufweist, daß hierauf ein Keramik-Mittelteil (76) folgt und hierauf der Schraubsockel (79) folgt und durch den Schraubsockel (79) hindurch der Abpumpstutzen (87) tritt.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das GM-Rohr (23)

    einen Durchmesser von 0,5 - 1,3 cm, vorzugsweise um 0,8 cm hat und mit

    2 einem Glimmerfenster (69) mit einem Gewicht von 1,5 - 0,7 mg/cm ,

    vorzugsweise um 1 mg/cm verschlossen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenring (111) als gesondertes Bauieil ausgebildet ist und koaxial positioniert am zugehörigen Teiltubus (107) gehalten ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Punktquelle (27) und dem Blendring (IJl) , unter dem Blendring (111) eine Punktquellenabdeckung (108) vorgesehen ist, die koaxial ein Loch (109) zum ungestörten Durchtritt der Betastrahlen der Punktquelle (27) hat.