DE804377C

DE804377C - Vorrichtung zur Erzeugung eines Buendels monochromatischer Roentgenstrahlen

Info

Publication number: DE804377C
Application number: DEP26543A
Authority: DE
Inventors: Herbert Friedman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1945-08-08
Filing date: 1948-12-23
Publication date: 1951-04-23
Also published as: US2474240A

Description

Vorrichtung zur Erzeugung eines Bündels monochromatischer Röntgenstrahlen Für verschiedene _lnwendtulgen von Röntgenstrahlen, insbesondere bei der Prüfung kristallinischer Stoffe mittels dieser Strahlen, ist es erwünscht, über ein Strahlenbündel bestimmter Wellenlänge verfügen zu können.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, aus einer nichtmonochromatischen Strahlung die Strahlen bestimmter Wellenlänge zu einem fokussierten Bündel zusammenzudrängen. Der Punkt, in dem diese Strahlen gleicher Wellenlänge konvergieren, kann als Sekundärduelle monochromatischer Röntgenstrahlen wirken.
Die Erfindung beruht auf der aus der Planiinetrie bekannten "Tatsache, dali die Winkel zwischen den Verbindungslinien eines Punktes auf einem hreistnrfang mit den Enden einer bestimmten Seltne immer gleich sind. Die im folgenden als Monochromator bezeichnete Vorrichtung nach der Erfindung bestellt aus einem Halter mit einer konkaven Oberfläche, die einen Teil eines Kreiszylinders bildet und mit einer Schicht eines pulverförmigen, Röntgenstrahlen reflektierenden kristallinischen Stoffes überzogen ist.
Zuin richtigen Gehrauch des Nionochromators nach der Erfindung soll der Ausgangspunkt der höntgenstrahlen auf der Zylinderoberfläche angeordnet werden, von der die Oberfläche des Halters einen Teilbildet. Durch denpulverförmigen krIstalliriischen Stoff, der von den Röntgenstrahlen getroffen wird, wird ein Teil dieser Strahlung reflektiert. Die reflektierten Strahlen kommen in einem anderen Punkt derselben Zylinderfläche zusammen, und dieser Punkt bildet eine sekundäre Strahlenquelle, aber jetzt von Strahlen einer einzigen Wellenlänge.
Pulverförmiges Acetat von Schwermetallen, wie z. B. Silber und Quecksilber, das Spinellkristalle bildet, ergibt eine starke Reflexion bei einem Braggschen Winkel von io°. Derartige Stoffe sind sehr geeignet zur Bekleidung des erfindungsgemäß ausgebildeten Monochromators. Der pulverförmige kristallinische Stoff kann mit einem Suspensionsmittel von nichtkristallinischem Stoff gemischt werden, z. B. einer Lösung von Methylcellulose, Kollodium, Styrenlösungen, Polyv inylalkohol o. dgl., mit dem eine Paste gebildet werden kann, die auf der Zylinderoberfläche des Trägers ausgestrichen wird.
Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung schematisch dargestellt; Fig.2 stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Monochromators in Innenansicht dar, und Fig. 3 ist ein Querschnitt über die Linie 111-III. In Fig. i ist ein zylindrischer Hohlspiegel für Röntgenstrahlen mit i bezeichnet. Die Innenoberfläche enthält einen Teil des Kreises 2 und ist mit einer Schicht feiner Kristalle überzogen. Der Punkt A dieses Kreises ist eine Quelle von Röntgenstrahlen. Die Strahlung kann mittels einer Blende 3 derart begrenzt werden, daß sie gerade die Oberfläche des Hohlspiegels bestreicht.
Der Strahl, der im Punkt B des Spiegels auf eine Kristallfläche fällt, die mit diesem Strahl einen Braggschen Winkel einschließt, wird reflektiert und trifft nach Reflexion den Kreisumfang wieder im Punkt C. Ein Strahl gleicher Wellenlänge, der im Punkt D des Spiegels auf eine Kristallfläche fällt, die mit diesem Strahl den gleichen Braggschen Winkel einschließt, trifft nach Reflexion den Kreisumfang gleichfalls im Punkt C; denn gemäß einem Grundsatz der Planimetrie ist der Winkel ABC gleich dem Winkel ADC. Auf dem gleichen Grunde wird jeder Strahl aus A gleicher Wellenlänge nach Reflexion von der gleichen Ordnungszahl in irgendeinem Punkt des Kreises 2 durch den Punkt C gehen. In diesem Punkt oder, besser gesagt, in einer zur Zeichnungsebene senkrechten Linie durch diesen Punkt wird somit ein reflektiertes Strahlenbündel fokussiert, das für Untersuchungen verwendet werden kann, bei denen mit rein monochromatischer Strahlung gearbeitet werden muß. In C entsteht somit eine sekundäre Quelle monochromatischer Strahlen.
Um ein reflektiertes Bündel hinreichender Intensität zu erzielen, muß dafür gesorgt werden, daß die Primärstrahlen in einer großen Anzahl von Punkten am Kreisrand i eine Kristallfläche vorfinden, mit der sie gerade den für Reflexion günstigen Winkel bilden. Die Möglichkeit, daß überall eine solche Fläche vorgefunden wird, wird nach der Erfindung durch Verwendung eines Pulvers vergrößert, dessen Korner aus vollkommenen Kristalliten bestehen, von denen eine Achse bedeutend größer als die anderen ist. Die Selbstorientierung eines solchen Stoffes ist für die Reflexion günstig und fördert die Intensität des reflektierten Bündels. Dies leuchtet ein, wenn man überlegt, daß, wenn der Spiegel symmetrisch zwischen den Punkten A und C liegt, die Flächen durchschnittlich tangential liegen müssen, d. h. daß die Fläche in der =Mitte E des Spiegels senkrecht zur 'Mittellinie des Kreises durch diesen Punkt liegt und von den anderen Flächen die Normale einen kleinen Winkel mit dem Radius des Kreises bildet; dieser Winkel wird in dem Maße größer, als die Kristalle weiter von dem Punkt E entfernt sind. Infolge der symmetrischen Anordnung wird die größte erforderliche Abweichung minimal gehalten und können die Kristalle also fast überall flach gegen die Oberfläche des Halters anliegen.
Eine geeignete konzentrierte Strahlenquelle entsteht, wenn die Röntgenröhre derart angeordnet wird, daß sich der Anodenspiegel, auf dem der Brennfleck liegt, parallel zur Erzeugenden der Zylinderfläche erstreckt und mit der Linie .9-B einen sehr kleinen Winkel bildet. Dabei entsteht eine scheinbar linienförmige Strahlenquelle und infolgedessen ein stark konzentriertes, reflektiertes Bündel, das die Bildung einer linienförmigen sekundären Strahlenquelle bewirkt.
Der in den Fig.2 und 3 dargestellte metallene Kristallhalter weist vorstehende Ränder 4 und auf, so daß er eine Rinne bildet, in der eine breiartige, aus dem Gemisch des kristallinischen Stoffes mit dem Bindemittel bestehende Substanz ausgestrichen ist.

Claims

PATENTANSPRU(A1L: i. Monochromator für Röntgenstrahlen, der aus einem Halter mit konkaver Oberfläche besteht, die einen Teil eines Zylinders bildet und mit einer Schicht eines pulverförmigen, Röntgenstrahlen reflektierenden, kristallinischen Stoffes überzogen ist.
2. Monochromator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige kristallinische Stoff aus vollkommenen Kristalliten solcher Gestalt besteht, daß sie selbstrichtend sind.
3. Monochromator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige kristallinische Stoff aus einem Ansatz eines Scliwermetalles, wie z. B. Silber oder Quecksilber, besteht.
4. Monochromator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige kristallinische Stoff mit einem Suspensionsmittel eines nichtkristallinischen Stoffes gemischt ist.
5. Vorrichtung zur Erzeugung eines monochromatischen, fokussierten Röntgenstrahlen- Bündels, dadurch gekennzeichnet, daB sie einen Monochromator nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine Röntgenröhre enthält, deren Brennfleck in einem Punkt der Zylinderoberfläche angeordnet ist, von der die konkave Oberfläche des Monochromators einen Teil bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenspiegel der Röntgenröhre parallel zur Achse der Zylinderoberfläche angeordnet ist und einen Winkel von weniger als io° mit der Linie zur Monochromatormitte bildet.