DE8113670U1 - Arrangement for the location-sensitive detection of X-rays or soft gamma rays diffracted on a sample - Google Patents
Arrangement for the location-sensitive detection of X-rays or soft gamma rays diffracted on a sampleInfo
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Description
Anordnung zum ortsempfindlichan Nachweis von an einer Probe gebeugten Röntgenstrahlen oder weichen γ-StrahlenArrangement for the location-sensitive detection of X-rays or soft γ- rays diffracted on a sample
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum ortsempfindlichen Nachweis von an einer Probe gebeugten Röntgenstrahlen oder •weichen }j> »Strahlen aufgrund der von ihnen durch Ionisierung eines Zählgases ausgelösten, in einem elektrischen Feld in Richtung der auslösenden Strahlen driftenden Elektronen. Die Anordnung besteht aus einer mit Gas zu füllenden Eintrittskammer mit gasdichter Eintrittsöffnung für die gebeugten Strahlen, aus einer an diese gasdicht angeflanschten, konusförmigen, mit dem Zählgas zu füllenden Driftkammer (sphärische Driftkammer) und aus einer an diese gasdicht angeflanschten, gasdicht abgeschlossenen ZHhlkammer. Die sphärische Driftkammer ist mit einer sie eingangsseitig gasdicht abschließenden sphärischen Eintrittselektrode und mit einer gitterartigen, sphärischen Austrittselektrode aur Erzeu&unj? des elektrischen Feldes sowie mit ringförmigen Randelektroden versehen, und die Zählkammer enthalt einen auf die driftenden Elektronen ansprechenden Detektor in Form von in mehreren Ebenen senkrecht zur Syinmetrie-The invention relates to an arrangement for position-sensitive Detection of diffracted X-rays on a sample or • soft} j> »Rays caused by the ionization of a counting gas triggered by them, in an electric field in Direction of the triggering rays of drifting electrons. The arrangement consists of an inlet chamber to be filled with gas with a gas-tight inlet opening for the diffracted rays, from a cone-shaped, with the counting gas to be filled drift chamber (spherical drift chamber) and from a gas-tight flanged to this gas-tight closed counting chamber. The spherical drift chamber has a spherical one that seals it in a gastight manner on the inlet side Entrance electrode and with a grid-like, spherical exit electrode aur Erzeu & unj? of the electric field as well provided with ring-shaped edge electrodes, and the counting chamber contains a detector responsive to the drifting electrons in the form of in several planes perpendicular to the symmetry
verlaufenden
achse der Driftkammer/Drähten (Zähldrähten), die in einem
Ualunen aus Isolierstoff gehaltert sind und elektrische Potentiale
führen.trending
axis of the drift chamber / wires (counting wires), which are held in a Ualun made of insulating material and carry electrical potentials.
Eine Anordnung mit den vorstehenden Merkmalen ist bspw. in Nucl.Instr.Meth. 122, 307-312 (1974t) beschrieben worden. Bei dieser bekannten Anordnung bestehen die Wände der Eintritts-, der Drift- und der Zählkammer aus einem Epoxydharzglasgewebe. Die Wände der Drift- und der Zählkammer dienen(gleichzeitigAn arrangement with the above features is, for example, in Nucl.Instr.Meth. 122 , 307-312 (1974t). In this known arrangement, the walls of the entry, drift and counting chambers are made of an epoxy resin glass fabric. The walls of the drift and counting chambers serve (simultaneously
zur Halterung der Eintritts-, Aistritts- und Randelektroden bzw. des Isolierstoffrahmens für die Halteruns der Zähldrähte. Infolge dieser konstruktiven Eigenart in Verbindung mit dem für die Wände der Kammern verwendeten Werkstoff können durch mechanische Spannungen, die beim Zusammenbau der bekannten Anordnung, bei dem die Flanschverbindungen zwischen den Kammern in üblicher Weise mit O-Ringen abgedichtet werden, auftreten, die Kammern und in der Folge die Elektroden und/oder der Isolierstoffrahmen derart verformt werden, daß die Zählgeometrie des Detektors verändert wird, daß elektrische Überschläge zwischen den Zähldrähten auftreten und daß im Extremfall einzelne Zähldrähte reißen. Mit dem für die Wände der Kammern verwendeten Werkstoff läßt sich ferner bei der bekannten Anordnung keine solche Gasdichtigkeit erreichen, wie sie erforderlich wäre, um die Anordnung im Dauerbetrieb mit geschlossenem Gaskreislauf betreiben zu können.for holding the entry, exit and edge electrodes or the insulating frame for holding the counting wires. As a result of this structural peculiarity in connection with the material used for the walls of the chambers, mechanical Tensions that arise when assembling the known arrangement, in which the flange connections between the chambers in the usual Way to be sealed with O-rings, the chambers occur and subsequently the electrodes and / or the insulating frame are deformed in such a way that the counting geometry of the detector changes that electrical flashovers occur between the counting wires and that in extreme cases individual counting wires tear. With the material used for the walls of the chambers, no such gas tightness can be achieved in the known arrangement achieve how it would be necessary to operate the arrangement in continuous operation with a closed gas circuit can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dergestalt zu verbessern, daß die mechanischen und die elektrischen f Eigenschaften der Driftkammer und des Detektors beim Zusammen-The invention is based on the object in such a manner, the arrangement having the features according to the preamble of claim 1 to improve the mechanical and electrical properties for the drift chamber and the detector in cooperation
bau nicht beeinträchtigt werden können und daß die Anordnung so gasdicht gehalten werden kann, daß ein Langzeitbetrieb mit geschlossenem Gaskreislauf möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die Einführung der kennzeichnenden Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.construction can not be impaired and that the arrangement can be kept gas-tight so that long-term operation with closed gas circuit is possible. This task is achieved by the introduction of the distinguishing features according to the Claim 1 solved.
Ein Ausfülirungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben; von diesen zeigenAn exemplary embodiment of the invention is given below Hand of the drawings described; of these show
Figur 1: einen Längsschnitt durch eine Anordnung gemäß der Erfindung;FIG. 1: a longitudinal section through an arrangement according to the invention;
Figur 2: den Ausschnitt A der Figur 1 in größerem Maßstab.Figure 2: the detail A of Figure 1 on a larger scale.
Die Anordnung setzt sich aus der Eintrittskammer 1, der Driftkammer 2 und der Zählkammer 3 zusammen. Die Wände der konusförmigen Eintrittskammer 1 und der Driftkammer 2 bestehen erfindungsgemäß aus Metall, vorzugsweise aus Stahl oder Dural. Die Eintrittsöffnung 1$ der Kintrittskammer 1 ist durch ein Fenster aus gasdichtem und strahlendurchlässigem KunststoffThe arrangement consists of the inlet chamber 1, the drift chamber 2 and the counting chamber 3 together. The walls of the conical Entry chamber 1 and the drift chamber 2 exist according to the invention made of metal, preferably steel or dural. The inlet opening 1 $ of the Kintrittskammer 1 is through a Windows made of gas-tight and radiolucent plastic
ρ ιρ ι
I 11)1I 11) 1
111 Il 1 >111 Il 1 >
11 3 J I I11 3 J I I
nach außen abgeschlossen. Die Eintrittskammer 1 wird über die Flansche 6a und 6b der Flanschverbindung 6 unter Zwischenlage eines Rings 4 aus Isolierstoff, vorzugsweise aus einem Epoxydharzglasgewebe, an die Driftkammer 2 angeflanscht. Der Isolierstoff ring k trägt die Eintrittselektrode 8 der Driftkammer 2, die vorzugsweise durch Einkleben an'ihm befestigt ist. Durch den Isolierstoffring k sind die Eintrittskammer 1, die Driftkammer 2 und die Eintrittselektrode 8 erfindungsgemäß nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch soweit voneinander isoliert, daß sich an der Flanschverbindung 6 auftretende mechanische Spannungen nicht auf die Form der Eintritt3elektrode 8 auswirken können.closed to the outside. The inlet chamber 1 is flanged to the drift chamber 2 via the flanges 6a and 6b of the flange connection 6 with a ring 4 made of insulating material, preferably made of an epoxy resin glass fabric, in between. The insulating ring k carries the entry electrode 8 of the drift chamber 2, which is preferably attached to it by gluing. By means of the insulating ring k , the inlet chamber 1, the drift chamber 2 and the inlet electrode 8 are insulated from one another not only electrically but also mechanically to such an extent that mechanical stresses occurring at the flange connection 6 cannot affect the shape of the inlet electrode 8.
Die Austrittselektrode 9 und die Randelektroden 10 sind an einem zylinderförmigen Träger aus Isolierstoff, vorzugsweise aus einem Epoxydharzglasgewebe, befestigt, der aus den Teilen 11 und 12 besteht und der mit dem Isolierstoffring k verbunden ist. Die Innenseite dieses zylinderförmigen Trägers ist, wie aus der Figur 2 im einzelnen hervorgeht, stufenförmig gestaltet, um die erforderliche Orientierung der Randelektroden 10 zu ermöglichen. Bei l6 ist die Austrittselektrode 9 in dem zylinderförmigen Träger 11, 12 eingespannt.The exit electrode 9 and the edge electrodes 10 are attached to a cylindrical carrier made of insulating material, preferably made of an epoxy resin glass fabric, which consists of parts 11 and 12 and which is connected to the insulating material ring k . As can be seen in detail from FIG. At 16, the exit electrode 9 is clamped in the cylindrical carrier 11, 12.
Der Isolierstoffring k und die Teile 11 und 12 des zylinderförmigen Trägers können aus einem Stück bestehen. Um eine Ju-»- stierung der Austrittselektrode y und der Randelektroden/bezüglich der Eintrittselektrode 8 zu ermöglichen ist es vorteilhaft, wenn nur die Teile 11 und 12 des zylinderförmigen Trägers aus einem Stück bestehen und dieses mit dem Isolierstoffring k (justierbar) verbunden wird. Eine vorteilhafte Einsparung an Material und Gewicht ergibt sich, wenn anstelle des zylinderförmigen Trägers entsprechend geformte Stege 11, 12, bspw. acht Stege, verwendet werden, die an dem Isolierstoffring k kreisförmig über ihn verteilt und senkrecht zu ihm orientiert befestigt werden. Um auch in diesem Fall eine Justierung der Austrittselelctrode 9 und der Randelektroden 10 bezüglich der Eintrittselektrode 8 zu ermöglichen, werden die Stege 12 vorteilhaft an einem ringförmigen Träger 11 aus Isolierstoff kreisförmig über ihn verteilt und senkrecht zu ihmThe insulating ring k and the parts 11 and 12 of the cylindrical carrier can consist of one piece. In order to allow adjustment of the exit electrode y and the edge electrodes / with respect to the entry electrode 8, it is advantageous if only the parts 11 and 12 of the cylindrical carrier consist of one piece and this is connected to the insulating ring k (adjustable). An advantageous saving in material and weight results if, instead of the cylindrical support, appropriately shaped webs 11, 12, for example eight webs, are used, which are distributed over the insulating ring k in a circle and attached perpendicular to it. In order to enable the exit electrode 9 and the edge electrodes 10 to be adjusted with respect to the entry electrode 8 in this case as well, the webs 12 are advantageously distributed over it in a circular manner on an annular carrier 11 made of insulating material and perpendicular to it
• lit I I I I I I · · · (j• lit I I I I I I · · · (j
flIC (Cl I J . ·flIC (Cl I J.
orientiert befestigt und der Träger 11 elastisch in dem
Flansch 6a,b zwischen der Eintrittskammer 1 und der Driftkammer 2 gehaltert. Der Träger 11 kann dabei mittels eines
elastischen Steges 17 an dem eintrittskammerseitigen Plansch
ab der Driftkammer 2 befestigt werden. Durch wechselseitige,
konzentrische Nuten kann der Steg 17 in einem gewünschten
Maße zusätzlich elastisch gestaltet werden. Nach allem ergibt
sich eine stabile Einheit aus Randelektroden 10 und Austrittselektrode 9» die bspw. nur an vier Stellen mit der Wand der
Driftkammer 2 über Schrauben in Verbindung steht und die relativ zur Eintrittselektrode 8 justiert werden kann,oriented attached and the carrier 11 elastic in the
Flange 6a, b held between the inlet chamber 1 and the drift chamber 2. The carrier 11 can by means of a
elastic web 17 on the inlet chamber side splash
be attached from the drift chamber 2. By mutual,
The web 17 can have concentric grooves in a desired
Dimensions can also be made elastic. After all it results
a stable unit of edge electrodes 10 and exit electrode 9 »which, for example, only at four points with the wall of the
Drift chamber 2 is connected via screws and which can be adjusted relative to the inlet electrode 8,
Allen vorgenannten Ausführungsformen für die Halterung der |,All of the aforementioned embodiments for holding the |,
Driftkammerelektroden 8, 9 und 10 ist gemeinsam, daß eine |Drift chamber electrodes 8, 9 and 10 have in common that one |
mechanische Verbindung mit den metallenen Wänden der Kammern |mechanical connection with the metal walls of the chambers |
der Anordnung gemäß der Erfindung ausschließlich an einer |the arrangement according to the invention exclusively on one |
Stelle der Anordnung, hier an der Flanschverbindung 6, besteht fPlace of the arrangement, here at the flange connection 6, there is f
X und daß diese Verbindung so gestaltet ist, daß an den Flanschen i auftretende Kräfte die Driftkammerelektroden nicht beeinflussen, ! X and that this connection is designed in such a way that forces occurring at the flanges i do not affect the drift chamber electrodes,!
insbesondere nicht verformen, können. '" especially not deform. '"
Über die Flanschverbindung 7 ist die Zählkammer 3 unter Zwischen- *
lage eines Isolierstoffrings 5 an die Driftkammer 2 angeflanscht. X
Die Zählkammer 3 wird im wesentlichen durch ihre aus Metall,
vorzugsweise aus Edelstahl, bestehende Abschlußwand 15 und
den Isolierstoffring 5 gebildet. Unmittelbar an der Abschlußwand
15 ist der aus Isolierstoff, vorzugsweise aus einem Epoxydharzglasgewebe,
bestehende Rahmen Ik, in dem die Zähldrähte 13
aufgespannt sind, durch Schrauben dergestalt befestigt, daß
keinerlei mechanischer Zwasig· auf die Zähldrähte ausgeübt wird. |The counting chamber 3 is flanged to the drift chamber 2 via the flange connection 7 with an insulating ring 5 in between. X The counting chamber 3 is essentially made of metal,
preferably made of stainless steel, existing end wall 15 and
the insulating ring 5 is formed. Immediately on the end wall 15 is the frame Ik, which consists of insulating material, preferably an epoxy resin glass fabric, in which the counting wires 13
are spanned, fastened by screws in such a way that
no mechanical pressure whatsoever is exerted on the counting wires. |
Elektrisch erfolgt die Verbindung zu den Zähldrähten 13 über |The electrical connection to the counting wires 13 is via |
Stecker 19, die an der Abschlußwand 15 der Zählkammer 3 be- jjPlug 19, which be jj on the end wall 15 of the counting chamber 3
festigt sind. Von diesen Steckern führen flexible Drähte 20 |are consolidated. Flexible wires 20 | lead from these plugs
zu dem Zähldrahtrahmen l4, die dort mit den Zähldrähten 13 ver- |to the counting wire frame l4, which is connected to the counting wires 13 there
lötet sind, ßamit ist sichergestellt, daß auf den Zähldraht- f are soldered, thus ensuring that the counting wire f
rahmen I^, insbesondere auf die hinsichtlich einer Verformung ;frame I ^, in particular with regard to a deformation;
besonders kritischen Z^ähldrähts 13, kein mechanischer Zwang jparticularly critical counting wire 13, no mechanical constraint j
ausgeübt wird. Die elektrischen Durchführungen von der Zähl- :> kammer 3 nach außen befinden sich auf Leiterplatten 21, dieis exercised. The electrical bushings of the count:> chamber 3 are located outwardly on printed circuit boards 21
in den aus Rahmen aus Epoxydharzglasgewebe bestehenden hinteren Teil der Zählkainmer 3 eingeklebt sind.are glued into the rear part of the counting chamber 3, which consists of a frame made of epoxy resin glass fabric.
Die Konstruktion der Anordnung gemäß der Erfindung ist mechanisch so stabil, daß Eintritts- und Driftkammer ohne Implosionsgefahr evakuiert werden können. Damit wird es möglich, die gesamte Anordnung an einen Helium-Lecksucher anzuschließen, mit dem sich Lecks bis zu io~ Torr 1/sec nachweisen lassen.The construction of the arrangement according to the invention is mechanically so stable that the entry and drift chamber without the risk of implosion can be evacuated. This makes it possible to connect the entire arrangement to a helium leak detector, with which leaks up to 10 ~ Torr 1 / sec can be detected.
Die Anordnung gemäß der Erfindung erschließt für die Strukturanalyse mit Röntgen- und weichen V-Strahlen neue Möglichkeiten. Durch die spezielle Wahl des Zählgases, bei der bisher auf Grund der erwähnten Dichtigkeitsprobleme dem Einsatz teurer Zählgase Grenzen gesetzt waren, können nunmehr die Nachweiswahrscheinlichkeit und die Ortsauflösung für die verwendete Strahlung optimiert werden. Die Anordnung bietet ferner ein gutes Langzeitverhalten bei großer empfindlicher Fläche und großer Nachweiswahrscheinlichkeit. Dies ist eine essentielle Vorbedingung für Strukturuntersuchungen mit niederenergetischen ^-Strahlen aus Mößbauerquellen, die erheblich weniger Primärintensität liefern als konventionelle Röntgenröhren. In anderen Fällen läßt sich zunächst die Genauigkeit der Intensitätsbestimmung erheblich vergrößern, wie es insbesondere beim Einsatz der anomalen Dispersion von Röntgenstrahlen zur Strukturbestimmung wünschenswert ist. Die Anordnung ist ferner auch vorteilhaft bei der Pulverdiffraktometrie zur Materialprüfung einzusetzen.The arrangement according to the invention opens up for structural analysis new possibilities with X-rays and soft V-rays. Due to the special choice of the counting gas, with which previously Due to the sealing problems mentioned, the use of expensive counting gases was limited, the detection probability can now be checked and the spatial resolution can be optimized for the radiation used. The arrangement also offers good long-term behavior with a large sensitive area and a high detection probability. This is an essential one Precondition for structural investigations with low-energy ^ rays from Mössbauer sources, which are considerably less Provide primary intensity than conventional X-ray tubes. In other cases, first the accuracy of the intensity determination increase considerably, as is particularly the case when using the anomalous dispersion of X-rays for Structure determination is desirable. The arrangement is also advantageous in powder diffractometry for material testing to use.
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81/1417081/14170
Dr.ParakDr Parak
Zusammenfassungsummary
Zum ortsempfindlichen Nachweis von an einer Probe gebeugten
Röntgenstrahlen oder weichen^-Strahlen wird eine bekannte
Anordnung, die aus einer Driftkammer, und einer an diese gasdicht angeschlossenen Zählkammer besteht, verbessert,
damit die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Driftkainmer beim Zusammenbau nicht beeinträchtigt werden
können und damit ein Langzeitbetrieb mit geschlossenem
Gaskreislauf möglich ist. Dies wird durch konstruktive
Maßnahmen erreicht. Diese Maßnahmen bestehen im wesentlichen in der Verwendung eines besonders konstruierten Ringes
aus Isolierstoff beim Verflanschen und eines Trägers aus Isolierstoff für die Halterung der Eintritts-,Austrittsund
Randelektroden.For the location-sensitive detection of X-rays or soft ^ rays diffracted on a sample, a known arrangement consisting of a drift chamber and a counting chamber connected to it in a gas-tight manner is improved so that the mechanical and electrical properties of the drift chamber cannot be impaired during assembly and thus a long-term operation with a closed
Gas cycle is possible. This is done through constructive
Measures achieved. These measures essentially consist in the use of a specially designed ring made of insulating material for flanging and a carrier made of insulating material to hold the inlet, outlet and edge electrodes.
Claims (1)
Probe gebeugten röntgenstrahlen oder weichen V>-Strahlen aufgrund der von ihnen durch Ionisierung eines Zählgases ausgelösten, in einem elektrischen Feld in Richtung der auslösenden Strahlung driftenden Elektronen, bestehend aus einer mit Gas zu füllenden Eintrittskammer mit gasdichter Eintrittsöffnung für die gebeugten Strahlen, aus einer an diese gasdicht angeflanschten, konusförmigen, mit dem Zählgas zu füllenden Driftkaromer (sphärische Driftkammer), die mit einer sie eingangsseitig gasdicht abschließenden sphärischen Eintrittselektrode und mit einer gitterartigen, sphärischen Austrittselektrode zur Erzeugung des elektrischen Feldes sowie mit ringförmigen Randelektroden versehen ist, und aus einer an diese gasdicht angeflanschten, gasdicht abgeschlossenen Zählkammer, die einen auf die driftenden Elektronen ansprechenden Detektor in Form von in mehreren Ebenen senkrecht zur Symmetrieachse der Driftkammer verlaufenden, in einem Rahmen aus Isolierstoff gehalterten, elektrische Potentiale führenden Drähten (Zähldrähten) enthält,1. Arrangement for the location-sensitive detection of an
Sample diffracted x-rays or soft V> rays due to the electrons released by them through ionization of a counting gas, drifting in an electric field in the direction of the releasing radiation, consisting of an entry chamber to be filled with gas with a gas-tight entry opening for the diffracted rays from a this conical drift caromer (spherical drift chamber), flanged in a gas-tight manner, to be filled with the counting gas, which is provided with a spherical inlet electrode that seals it gas-tight on the inlet side and with a grid-like, spherical outlet electrode for generating the electric field as well as with ring-shaped edge electrodes, and one connected to this Gas-tight flanged, gas-tight sealed counting chamber, which has a detector responding to the drifting electrons in the form of electrical potentiometers that run in several planes perpendicular to the axis of symmetry of the drift chamber and are held in a frame made of insulating material contains all leading wires (counting wires),
Drift- und der Zählkamraer (1 bzw. 2 bzw. 3) aus Metall bestehen, daß die Kammern jeweils unter Zwischenlage eines Rings (k bzw. 5) aus Isolierstoff miteinander verflanscht sind und daß in durch an den Flanschen (6a,b bzw. 7a,b) auftretende
Kräfte nicht beeinflußbarer Weise die Eintritts-, die Austritts- und die Randelektroden (8 bzw. 9 bzw. 10) der Driftkammer (2) mittels eines Trägers (k, 11, 12) aus Isolierstoff gehaltert sind und der die Zähldrähte (13) haltende
Rahmen (Lk) aus Isolierstoff unmittelbar an der Abschlußwand (15) der Zählkammer (3) befestigt ist.characterized in that the walls of the entry, the
The drift cam and the counting cam (1 or 2 or 3) are made of metal, that the chambers are flanged to one another with a ring (k or 5) made of insulating material in between, and that through on the flanges (6a, b or 7a, b) occurring
Forces which cannot be influenced, the entry, exit and edge electrodes (8 or 9 or 10) of the drift chamber (2) are held by means of a carrier (k, 11, 12) made of insulating material and which hold the counting wires (13)
Frame (Lk) made of insulating material is attached directly to the end wall (15) of the counting chamber (3).
die Eintritts-, die Austritts- und die Randelektroden (8 bzw. 9 bzw. 10) der Driftkammer (2) an einem Träger (k, 11, 12)2. Arrangement according to claim 1, characterized in that
the entry, exit and edge electrodes (8 or 9 or 10) of the drift chamber (2) on a carrier (k, 11, 12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19818113670 DE8113670U1 (en) | 1981-05-09 | 1981-05-09 | Arrangement for the location-sensitive detection of X-rays or soft gamma rays diffracted on a sample |
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|---|---|
| DE8113670U1 true DE8113670U1 (en) | 1986-01-16 |
Family
ID=6727494
Family Applications (1)
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| DE19818113670 Expired DE8113670U1 (en) | 1981-05-09 | 1981-05-09 | Arrangement for the location-sensitive detection of X-rays or soft gamma rays diffracted on a sample |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8113670U1 (en) |
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1981
- 1981-05-09 DE DE19818113670 patent/DE8113670U1/en not_active Expired
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