DE3718764A1 - Isotopen-roentgenfluoreszenz-analyse-vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isotopen-Röntgenfluor­ eszenz-Analyse-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus Woldset, R. "Prikladnaja spektrometrÿa rentgenovskogo izlutschenia" (Angewandte Spektrometrie der Röntgenausstrahlung), Moskau, Atomizdat, 1977, Seite 71, Fig. 2.22, bekannt.

Die bekannte Vorrichtung erlaubt die Analyse nur einer be­ schränkten Anzahl chemischer Elemente, weil bei Bestrahlung einer Probe durch eine radioaktive Stahlungsquelle nur einen Typs die charakteristischen Röntgenlinien von wenigen chemi­ schen Elementen wirksam erregt werden, d. h. in einem dem Strahlungsquellentyp entsprechenden engen Energiebereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung von Isotopen-Röntgenfluoreszenz-Analysen anzugeben, die bei optimalen Bedingungen für eine wirksame Erregung der untersuchten Elemente erhöhte funktionelle Möglichkeiten bietet und mit der genaue Analysen durchge­ führt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltunen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprü­ che 2 bis 5.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung von Isotopen-Röntgenfluoreszenz-Analysen.

Die Vorrichtung enthält einen Detektor 1, z. B. einen Halb­ leiter, der koaxial zu einem Meßkopf angeordnet ist. Der Meßkopf enthält einen Schutzschild 2 zwischen der Stirn­ fläche des Detektors 1 und einem Schutzzylinder 3. Der den Detektor 1 längs seiner Umfangsfläche umfassende Schutzzy­ linder 3 hat eine zentrale kegelförmige Durchgangsöffnung 4, in deren Oberfläche Aussparungen 5 ausgebildet sind, in denen die Erregungsquellen 6 liegen. Gegenüber der großen Basis der kegelförmigen Durchgangsöffnung 4 befindet sich eine Aussparung 7 für die zu untersuchende Probe. Die Aus­ sparung 7 ist in einem Probenhalter 8 ausgebildet, der ein Gehäuse 9 umfaßt, dessen Innenfläche wiederrum den Schutz­ zylinder 3 umschließt. In der kegelförmigen Öffnung ist ein drehbarer kegelförmiger Verschluß 10 mit Öffnungen 11 ange­ ordnet. Der Schutzschild 2 an der kleinen Basis der kegel­ förmigen Öffnung 4 umfaßt den Verschluß 10 von innen. Die Erregungsquellen 6 sind von unterschiedlicher Art, z. B. Eisen 55, Kadmium 109, Amerizium 241 und liegen in verschie­ denen Ebenen der kegelförmigen Öffnung 4. Die Öffnung 11 im kegelförmigen Verschluß 10 ist längs der Mantelfläche des Kegels so bemessen, daß sie die aktive Oberfläche jeder erregenden Quelle 6 umschließt.

Die Anzahl der Öffnungen 11 kann gleich der Anzahl der Quel­ len 6 gewählt werden, wobei für jede Quelle unterschiedli­ chen Typs eine entsprechend angeordnete Öffnung 11 vorhan­ den ist. Sind einige der Quellen 6 vom gleichem Typ, dann ist die Anzahl der Öffnungen 11 gleich der Anzahl der Erre­ gungsquellen 6 gleichen Typs.

Der von der kegelförmigen Öffnung 4, dem Detektor 1 und der in die Aussparung 7 eingesetzten Probe umschlossene Raum kann mit Inertgas, z. B. Helium, durchblasen werden.

Die Vorrichtung hat folgende Wirkungsweise:

Mittels einer Durchgangsküvette mit zentraler Öffnung wird die Probe in die Aussparung 7 des Probenhalters 8 eingesetzt und samt dem kegelartigen Verschluß 11, z. B. mittels eines Stufenmotors und einer elektronischen Steuervorrichtung (nicht gezeigt), gegenüber dem Gehäuse 9 und dem Schutzzylin­ der 3 verdreht, bis eine der Öffnungen 11 über einer Energie­ quelle 6 steht. Auf ein Signal aus der elektronischen Steuer­ vorrichtung wird der Verschluß 10 stillgesetzt. Gleichzeitig wird die durch die gewählte Quelle 6 erregbare Gruppe che­ mischer Elemente gemessen, wobei die charakteristischen Röntgenstrahlungen der Elemente vom Detektor 1 registriert und elektronisch verarbeitet werden, z. B. mittels eines nicht gezeigten Mehrkanal-Analysators, bis die Information über die Konzentration der Elemente erhalten wird. Auf analoge Weise wird aufeinanderfolgend der Verschluß 10 über den anderen radioaktiven Quellen 6 positioniert und die Konzentration der ihnen entsprechenden Gruppen von Elementen gemessen. Es kann auch eine Position eingestellt werden, in der die Öffnungen 6 zum parallelen Betrieb mehrerer Quellen 6 gleichen Typs geöffnet sind. Der Verschluß 11 er­ reicht schließlich eine Endstellung, in der alle Quellen 6 verschlossen sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, radioaktive Quellen unterschiedlichen Typs in eine Analysevorrichtung einzubauen. Durch aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen ßetrieb der Erregungsquellen werden die funktionellen Mög­ lichkeiten bei der Isotopen-Röntgenfluoreszenz-Analyse er­ weitert, wobei mittels Anordnung der Erregungsquellen 6, der Probe und des Detektors 1 unter spezifischen und optima­ len geometrischen Bedingungen und des speziell gefertigten kegelförmigen Verschlusses 10 die Elemente effektiv erregt werden und eine hohe Analysegenauigkeit erzielt wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Durchführung von Isotopen-Röntgenfluor­ eszenz-Analysen, mit einem Detektor (1), der längs der Achse eines Meßkopfes angeordnet ist, der einen zwischen der Stirn des Detektors (1) und einem den Detektor (1) längs seiner Umfangsfläche umschließenden Schutzzylinder (4) angeordne­ ten Schutzschild (2) aufweist, ist, mit einer im Schutzzy­ linder (3) vorgesehenen, zentralen kegelförmigen Durchgangs­ öffnung (4), in deren Oberfläche eine Aussparung (5) mit einer in diese eingesetzten Erregungsquelle (6) ausgebildet ist, wobei gegenüber der großen Basis der zentralen kegel­ förmigen Durchgangsöffnung (4) in einem Probenhalter (8) eine Aussparung (7) für die zu untersuchende Probe ausgebil­ det ist, der ein Gehäuse (9) umfaßt, dessen Innenfläche den Schutzzylinder (3) umschließt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß längs der kegelförmigen Oberflä­ che der Durchgangsöffnung (4) wenigstens eine zweite Aus­ sparung (5) vorgesehen ist, in die eine Erregungsquelle (6) eingesetzt ist, daß in der kegelförmigen Öffnung (4) ein drehbarer kegelförmiger Verschluß (10) mit wenigstens einer Öffnung (11) angeordnet ist, und daß der Schutzschild (2) im Bereich der kleinen Basis der kegelförmigen Öffnung (4) den Verschluß (10) von innen umschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erregungsquellen (6) unterschied­ lichen Typs und in verschiedenen Ebenen der kegelförmigen Öffnung (4) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnung (11) im kegelför­ migen Verschluß (10) längs der Mantelfläche des Kegels so bemessen ist, daß sie die aktive Obefläche jeder Erregungs­ quelle (6) umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öfnungen (11) im Verschluß (10) gleich der Anzahl der Erre­ gungsquellen (6) ist, wobei für jede Erregungsquelle (6) verschiedenen Typs eine der Ebene entsprechende Öffnung (11) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einige der Erregungsquellen (6) glei­ chen Typs sind, wobei die Anzahl der Öffnungen (11) gleich der Anzahl der Erregungsquellen (6) gleichen Typs ist.