DE354969C

DE354969C - Verfahren und Vorrichtung zur spektroanalytischen Zerlegung und Intensitaetsmessung von Roentgenstrahlen

Info

Publication number: DE354969C
Application number: DEM69946D
Authority: DE
Original assignee: ARTHUR MARCH DR; KONRAD STAUNIG DR; OTTO FRITZ DR
Current assignee: ARTHUR MARCH DR; KONRAD STAUNIG DR; OTTO FRITZ DR
Priority date: 1920-07-01
Filing date: 1920-07-06
Publication date: 1922-06-17
Also published as: AT89846B; GB170191A; FR539444A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 17. JUNI 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE

(M69946 VIIIJ2ig)

Dr. Arthur March, Dr. Konrad Staunig und Dr. Otto Fritz in Innsbruck.

Verfahren und Vorrichtung zur spektroanalytischen Zerlegung und Intensitätsmessung

von Röntgenstrahlen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juli 1920 ab.

Die Erfindung hat den Zweck, genaue I dient zur spektroanalytischen Zerlegung und Messungen von Röntgenstrahlungen und hoher { Intensitätsmessung von Röntgenstrahlen unter Röntgenröhrenspannungen in vollkommenerer j Ausnützung der inneren saggitalen Atomnetz-Weise, als dies mit den bisherigen Instrumenten j ebenen eines nach beiden Richtungen drehder Fall war, zu ermöglichen. Die Vorrichtung I baren Kristalls unter Verwendung eines kreis-

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bogenförmigen Lichtschirmes von bestimmtem Radius. Hierdurch wird ein unmittelbares Abmessen und Ablesen der einzelnen, insbesondere der kürzesten Wellenlängen ermöglicht. Das wesentlich Neue der Vorrichtung besteht darin, daß jene Reflexerscheinungen beobachtet, gemessen und verwertet werden können, welche auftreten, wenn der Kristall sich in Frontstellung befindet, d. h., wenn er ίο mit einer Breitfläche ungefähr im rechten Winkel zur Strahlenrichtung steht, während bisher diese Erscheinungen nicht beachtet oder ', nur als störende Nebenerscheinungen angesehen wurden. Diese Erscheinungen beruhen auf der Ablenkung der Röntgenstrahlung durch innere Atomnetzebenen des Kristalls. Diese inneren Netzebenen sind im Gegensatz zu den un- j ebenen beschädigten Außenflächen des Kristalls [ vollkommen intakt. Ein weiterer Vorteil liegt j in der leichten Aufstellung des Kristalls. j

Die Einzelheiten des Verfahrens seien zugleich mit der Erläuterung der hierbei verwendeten, in den Abbildungen als Ausführungsbeispiel dargestellten Vorrichtung erörtert. : Abb. ι zeigt die Gesamtmeßeinrichtung im j Grundriß, bei abgenommenem Deckel des die | Einrichtung umschließenden Gehäuses, j

Abb. 2 dieselbe von vorn gesehen. '

Der auf dem Ständer 1 sitzende Kristall 2 ! ist irgendwie durch Klemmen 3, Schrauben 0. dgl., befestigt und kann vermittels einer beliebig ausgeführten bekannten Nebenvorrichtung, beispielsweise vermittels des auf der Klemmenachse 4 sitzenden am Rande gerillten j Handrädchens 5, bequem um seine senkrechte . Achse gedreht werden. Das vom Brennpunkt 6 ; ausgehende Strahlenbündel wird zuerst in be- ' kannter Weise durch die beiden Diaphragmen (mit feinen Schlitzen versehene Bleiplattenblenden) 7 und 8 geführt, um ein ganz schmales Bündel auszublenden.

Diese mit Abdeckwänden 9 versehenen Diaphragmen können gleichfalls am Ständer 1 angebracht und gegebenenfalls auf diesem verschiebbar angeordnet sein. Außerdem trägt i der Ständer den Meßschirm 10. Es ist dies j ein kreisbogenförmiger Streifen aus Blech, ' Zelluloid, Karton o. dgl. mit einem seiner ganzen Mitte entlang laufenden Schlitz. Die Ränder des Schlitzes sind falzartig ausgebildet, so daß in den Schlitz ein transparenter, biegsamer Streifen n aus Papier, Karton, Zelluloid o. dgl. eingeschoben werden kann. Dieser Durchleuchtungsstreifen ist in bekannter Weise mit Bariurnplatincyanür derart präpariert, daß auftreffende Röntgenstrahlen die betreffenden Stellen erhellen. In einfacherer Weise kann der Schirm auch derart ausgeführt werden, daß ein präparierter Papierstreifen auf einen Kartonschirm aufgeklebt wird. Getragen wird der Schirm von der auf dem Ständerteil 12 I befestigten Platte 13, welche in ihrer wagerechten Ebene mitsamt dem Schirm um die Ständer- oder Kristallachse verschwenkt werden kann. Die in der Symmetrielinie des Ganzen gelegene Stelle des Durchleuchtungsstreifens (der Durchstoßungspunkt) kann vermittels eines schmalen," senkrechten Streifens 14 abgeblendet werden.

Die oberhalb und unterhalb des präparierten Streifens verbleibenden Streifen des Schirmes werden für Meßzwecke ausgenützt.

Zu diesem Behufe . ist am oberen Schirmrand (Abb. 2) eine Skala aufgezeichnet, und zwar mittels einer phosphoreszierenden Substanz, welche die Skala auch im Dunkeln erkennen läßt. Die nach einer Sinusprogression verlaufende Teilung dieser Skala ist so gewählt, daß sie unmittelbar die Länge der an der betreffenden Stelle auftreffenden Wellen in Angström-Einheiten anzeigt.

Dem unteren Schirmrande entlang kann ein konzentrisch gekrümmter Maßstab 15 dicht am Schirm liegend, aber ohne Reibung, verschoben werden. Zu diesem Zwecke ist der Maßstab auf der Platte 16 befestigt, welche entsprechend der Platte 13 gleichfalls um die Ständerachse von Hand aus verschwenkt werden kann. Die Teilung des Maßstabes ist zweckmäßig in Millimetern ausgeführt, was aber, wie noch erläutert werden soll, eine ganz bestimmte Länge des Radius r, nämlich der Entfernung der Leuchtstreifenstellen von der Kristallmitte zur Voraussetzung hat. Im NuE-punkt des Maßstabes ist eine phosphoreszierende Marke 17 befestigt, während eine zweite phosphoreszierende Einstellmarke 18 am Maßstab verschiebbar ist.

Wird der Abstand Kristall-Meßschirm gleich 14 cm gewählt, so entspricht 1 mm des Maß-Stabes einem Wellenlängenunterschied von 0,005 A. E., bei doppelseitiger Messung gibt also die Ablesung die Wellenlänge des Strahlungskopfes in Hundertstel A. E. an.

Um störende Sekundärstrahlungen abzuhalten, kann das Ganze in einem mit Bleiplatten 19 ausgekleideten, vorn offenen Kasten 20 untergebracht werden, welcher bei 21 einen geeigneten Schlitz für das Durchlassen des Strahlenbündels aufweist. Anstatt des Kastens kann für besondere Zwecke gegebenenfalls auch ein Bleirohr mit eiförmigem oder sonstigem Querschnitt benützt werden.

Der Maßstab 15 dient in erster Linie zur Feststellung der kürzesten, im Wellengemisch des Strahlenbündels enthaltenen Wellenlänge. Zu diesem Behufe wird der Kristall gedreht und der Nullpunkt des Maßstabes auf jene Stelle eingestellt, an welcher eine beim Drehen des Kristalles auf dem Leuchtstreifen wandernde Lichtlinie — vom Null- (Durchstoßungs-) Punkte aus verfolgt ■— zuerst erscheint. Diese Stelle

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ist vollkommen scharf definiert und entspricht der kürzesten im Bündel enthaltenen Wellenlänge. Durch einen gleichen, symmetrischen Vorgang wird die betreffende Stelle auf der anderen Seite des Schirmes gesucht und durch die Schiebermarke 18 festgelegt. Die Entfernung der beiden Zeiger ist der doppelte Abstand der kürzesten Wellenlänge vom Nullpunkte.

Diese Doppelmessungsmethode hat den Vorteil, daß man nicht von der breiteren unscharf abgegrenzten Durchstoßungslinie der Primärstrahlung auszugehen braucht, diese vielmehr abdecken und daher, ohne geblendet zu werden, auch aus diesem Grunde genauer einstellen kann. Weiter wird dadurch die Fehlerquelle auf die Hälfte reduziert.

Durch die Bestimmung des Strahlungskopfes ist die Strahlung bereits weitgehend charakterisiert. Durch Weiterdrehen des Kristalls und Verfolgung der anwachsenden Intensität des auf dem Leuchtstreifen wandernden Striches bis zum Intensitätsmaximum sowie des darauf folgenden Abschwellens der Intensität unter Ablesung der jeweiligen Wellenlängen an der oberen Skala lassen sich bezüglich der sonstigen Zusammensetzung des Gemisches Anhaltspunkte gewinnen, die besonders für den Arzt von großer Wichtigkeit sind. Erst auf Grund dieser Anhaltspunkte ist es möglich, Strahlenbündel erschöpfend zu charakterisieren und ' jederzeit mit' Zuverlässigkeit ein gleich beschaffenes Wellengemisch, welches unbedingt dieselben Wirkungen hervorrufen muß, herzustellen.

Aus der genau f estgestellten kürzesten Wellenlänge und der Zahl der aufgewendeten Milliampere läßt sich mit großer Genauigkeit die Röhrenspannung berechnen. D u a η e und Hu η t haben gefunden, daß die kürzeste Wellenlänge, nachstehend mit ζ bezeichnet, umgekehrt proportional der Röhrenspannung V und daß zwischen ζ und V mit großer Genauigkeit die Einsteinsche Beziehung :
_ _T7 , 0

erfüllt ist. Hierin bedeuten: e- die Ladung des Elektrons — 4,69 X io~¹⁰ elektrostatische E., H die Planksche Strahlungskonstante = 6,50 χ io"~²⁷ und c = 3,io¹⁰ cm, d. i. die Lichtgeschwindigkeit. Aus dieser Gleichung läßt sich V berechnen. Um V in Volt zu bekommen, hat man die aus der Gleichung berechnete Größe noch mit 300 zu multiplizieren, da ein Volt = 1/300 elektrostatische E. des Potentials ist. Das in der beschriebenen Ausführung bequem und leicht zu handhabende, dabei genau zeigende Spektrometer liefert also jene Größe genau, die man früher unverläßlich mit Hilfe der Parallelfunkenstrecke usw. bestimmt hat.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren und Vorrichtung zur spektroanalytischen Zerlegung und Intensitätsmessung von Röntgenstrahlen, unter Ausnutzung der inneren sagittalen Atomnetzebenen eines Kristalles, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den zum doppelseitigen Messen vom Nullpunkt aus nach beiden Richtungen drehbar angeordneten Kristall erzielten intensiven und scharfbegrenzten Lichterscheinungen unter Verwendung eines kreisbogenförmigen Lichtschirmes mit bestimmtem Radius sichtbar gemacht werden, so daß ein unmittelbares Abmessen und Ablesen der einzelnen, insbesondere der kürzesten Wellenlängen ermöglicht wird.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschirm mit einer phosphoreszierenden Einteilung und Maßzahlen zur unmittelbaren Ablesung der Wellenlängen versehen ist.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch ι oder 2, gekennzeichnet durch einen am Meßschirm verschiebbaren Maßstab· mit phosphoreszierendem Nullpunkt und eine auf dem Maßstabe verschiebbare, ebenfalls phosphoreszierende Zeigermarke.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.