FI102697B - Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki - Google Patents

Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki Download PDF

Info

Publication number
FI102697B
FI102697B FI972755A FI972755A FI102697B FI 102697 B FI102697 B FI 102697B FI 972755 A FI972755 A FI 972755A FI 972755 A FI972755 A FI 972755A FI 102697 B FI102697 B FI 102697B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
radiation
ray
polarized
ray tube
anode
Prior art date
Application number
FI972755A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI972755A0 (fi
FI972755A (fi
FI102697B1 (fi
Inventor
Heikki Sipilae
Original Assignee
Metorex Internat Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metorex Internat Oy filed Critical Metorex Internat Oy
Publication of FI972755A0 publication Critical patent/FI972755A0/fi
Priority to FI972755A priority Critical patent/FI102697B/fi
Priority to CA002241640A priority patent/CA2241640A1/en
Priority to US09/103,389 priority patent/US6049589A/en
Priority to JP10178660A priority patent/JPH1167129A/ja
Priority to ZA9805538A priority patent/ZA985538B/xx
Priority to AU73150/98A priority patent/AU728117B2/en
Priority to RU98113412/28A priority patent/RU2199112C2/ru
Priority to DE69800159T priority patent/DE69800159T2/de
Priority to EP98660066A priority patent/EP0887639B1/en
Publication of FI972755A publication Critical patent/FI972755A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI102697B1 publication Critical patent/FI102697B1/fi
Publication of FI102697B publication Critical patent/FI102697B/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/223Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/02Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/076X-ray fluorescence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

102697
Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärjestely ja röntgenputki 5 Keksintö kohdistuu röntgenfluoresenssimittausjärjestelmiin, tarkemmin polarisoidun röntgensäteilyn tuottomenetelmiin.
Röntgenfluoresenssianalyysissä mittauksien herkkyyttä rajoittaa tutkittavasta näytteestä tuleva taustasäteily. Taustasäteilystä suurin osa aiheutuu säteilylähteen herä-10 tesäteilyn sironnasta ilmaisimelle. Laajakaistaista herätesäteilyä käytettäessä näytteestä sironnut herätesäteily havaitaan voimakkaana taustasäteilynä. Herätesäteilyssä on mukana myös käytettävän röntgenputken materiaaleista peräisin olevaa fluoresenssisäteilyä, ja mittausjärjestelyn muut komponentit kuten mahdolliset kollimaat-torit aiheuttavat myös fluoresenssisäteilyä. Näiden taustasäteilyn lähteiden vaiku-15 tusta voidaan vähentää minimoimalla herätesäteilyn sironta detektorille polarisoitua herätesäteilyä käyttämällä. Tätä kuvataan tarkemmin kuvien la ja Ib avulla.
Kun tasaisesti polarisoitunut röntgensäteily siroaa väliaineesta, se samalla polarisoi tuu. Sironneen säteilyn polarisoitumisen voimakkuus ja suunta vaihtelee tarkastelta-20 van sirontakulman mukaan. Tulevaan säteilyyn nähden 90° kulmaan sironnut säteily on polarisoitunut tulevan säteilyn ja sironneen säteilyn suuntien muodostamaa tasoa kohtisuoraan suuntaan. Muihin suuntiin polarisoitunut tulevan säteilyn osuus karsiutuu miltei täydellisesti. Tätä havainnollistaa kuva la. Säteilylähteestä 10 lähtee kaikkiin suuntiin polarisoitunutta säteilyä, joka siroaa sirottajasta 20. Säteilyä siroaa : 25 luonnollisesti kaikkiin suuntiin, mutta tässä tarkastellaan ainoastaan 90° kulmaan sironnutta säteilyä. Suoraan kulmaan sironnut säteily on voimakkaasti polarisoitunutta tulevan säteilyn suunnan ja sironneen säteilyn suunnan muodostamaa tasoa kohtisuoraan suuntaan Es. Mainitun tason suuntaisesti polarisoitunut tulevan säteilyn osuus Ep ei ideaalisessa tapauksessa siroa lainkaan 90° kulmaan.
30
Sironneen säteilyn polarisoitumista voidaan mittausjärjestelyssä hyödyntää esimerkiksi kuvan Ib esittämällä tavalla. Kuvan esittämässä järjestelyssä sirottajan 20 si-rottama polarisoitunut herätesäteily viedään näytteelle 30, ja herätesäteilyn synnyttämää fluoresenssisäteilyä tarkastellaan detektorilla 40. Tyypillisessä mittausjärjes-35 telyssä käytetään myös kollimaattoreita 50. Kun detektori asetetaan näytteeseen nähden siten, että detektorin ja näytteen määrittämä suora on kohtisuorassa säteilylähteen 10 tuottaman herätesäteilyn suunnan ja sirottajan 20 sirottaman säteilyn suunnan määrittämään tasoon nähden, herätesäteilyä ei ideaalisessa tapauksessa si- 2 102697 roa näytteestä 30 lainkaan detektorille 40. Tämä johtuu siitä, että näytteelle 30 saapuu ainoastaan sirottajasta 20 sironnutta, polarisoitunutta herätesäteilyä, jonka po-larisaatiosuunta on sirottajan 20, näytteen 30 ja detektorin 40 määrittämän tason suuntainen. Kuvan la esittämän periaatteen mukaisesti tällä tavoin polarisoitunut 5 säteily karsiutuu pois näytteestä 30 detektorin suuntaan sironneesta säteilystä, jolloin ideaalisessa tapauksessa näytteestä 30 ei siroa lainkaan säteilyä detektorin 40 suuntaan. Tällöin näytteestä 30 lähtevä fluoresenssisäteily on selkeämmin havaittavissa.
10 Tällaisessa rakenteessa eräänä haittapuolena on huono efektiivisyys. Jotta siroava säteily olisi mahdollisimman täydellisesti polarisoitunutta, on sirontakulman oltava mahdollisimman lähellä suoraa kulmaa, jolloin kollimaattorien on rajattava säteily-keila kussakin välissä hyvin kapeaksi. Säteilykeilan kaventaminen kuitenkin vähentää säteilykeilan intensiteettiä. Tätä voidaan kompensoida säteilylähteen 10 tehon 15 kasvattamisella, mutta tämä nostaa laitteiston hintaa hyvin nopeasti. Kuvan Ib kaltaisia menetelmiä kuvataan tarkemmin esimerkiksi artikkelissa Richard W. Ryon ja John D. Zahrt, "Polarized Beam X-ray Fluorescence", Advances in X-ray Analysis, vol 38, s. 491 -515, 1994.
20 Kuvan lb perusrakenteesta on esitetty erilaisia muunnelmia efektiivisyyden parantamiseksi. Eräässä ratkaisussa käytetään hyväksi sirottajan 20 läpi mennyttä heräte-säteilyn osaa, joka viedään sekundääriselle kohtiolle, jossa se synnyttää fluoresens-sisäteilyä. Tämä fluoresenssisäteily siroaa sirottajasta 20, jolloin näytteen suuntaan sironneen polarisoituneen säteilyn intensiteetti kasvaa. Tällaisia rakenteita kuvataan : 25 esimerkiksi julkaisussa Igor Tolonnikoff, "Geometric considerations in EDXRF to increase fluorescence intensities and reduce background", Advances in X-Ray Analysis, vol. 35, p. 1009, 1992.
Edellä mainituissa julkaisuissa kuvataan myös muunlaisia sirontageometrioita, kuten 30 ympyrägeometriaa, polarisoituneen säteilyn tuottamiseksi. Sirottajia käyttämällä saavutetaan olennaisesti jatkuva herätesäteilyspektri. Kaikille näille on kuitenkin haittapuolena, että tutkittavalle näytteelle viedään säteilylähteen ulkopuolisessa si-rottajaväliaineessa sironnutta säteilyä, jolloin näytteelle saapuvan säteilyn intensiteetti on pieni murto-osa säteilylähteen intensiteetistä.
35
Polarisoitunutta säteilyä voidaan tuottaa myös sopivalla, aallonpituuden mukaan valitulla hilalla Braggin diffraktion avulla. Matalilla energioilla voidaan käyttää aallonpituuden mukaan mitoitettuja kerrosrakenteita. Korkeilla energioilla on hilana 3 102697 käytettävä kiteistä materiaalia. Tällainen ratkaisu tuottaa vain yhden aallonpituuden säteilyä, mikä rajoittaa sen käyttökohteita. Tällaisessa ratkaisussa on myös sama haittapuoli kuin sirottajaväliaineen käyttöön perustuvissa ratkaisuissa, nimittäin huono efektiivisyys, koska säteilylähteen tuottamasta säteilyenergiasta karsiutuu 5 suurin osa.
Eräs erinomainen polarisoituneen röntgensäteilyn lähde on synkrotronisäteily. Synkrotronisäteily on luonnostaan polarisoitunutta ja sen intensiteetti on hyvin suuri, joten synkrotronisäteily on lähes ideaalista herätesäteilyä röntgenfluoresens-10 simittauksien kannalta. Synkrotronit ovat kuitenkin hyvin suuria ja kalliita laitoksia, mikä rajoittaa hyvin voimakkaasti niiden kaupallista käyttöä ja sovelluskohteita. Ne soveltuvatkin parhaiten lähinnä tieteelliseen perustutkimukseen.
Röntgensäteilyn tuottamiseen käytetään tyypillisesti röntgenputkia. Seuraavassa se-15 lostetaan lyhyesti tavanomaisten röntgenputkien perusrakenne. Kuvat 2a ja 2b esittävät kahta tavanomaista röntgenputken perustyyppiä. Kuvan 2a rakenne on tyypillinen paksua anodia käytettäessä. Röntgenputken katodia 110 kuumennetaan hehku-langan ja sähkövirran I avulla, ja katodin 110 ja anodin 120 välille kytketään suur-jännite HV. Katodista 110 irtoavat elektronit kiihtyvät katodin ja anodin välisessä 20 sähkökentässä ja iskeytyvät anodiin. Anodin atomeihin törmätessään elektronit menettävät liike-energiaansa yhdessä tai useammassa törmäyksessä, jolloin syntyy mm. jarrutussäteilyä. Elektronit myös virittävät anodimateriaalin atomeja, jolloin viritystilojen purkautuessa emittoituu karakteristista röntgensäteilyä. Syntynyt röntgensäteily viedään ulos röntgenputkesta putken runkoon 140 tehdyn ikkunan 130 kaut-: 25 ta. Ikkuna muodostuu tyypillisesti ohuesta kalvosta jotain kevyttä metallia, yleensä berylliumia, jonka spektri on hyvin yksinkertainen ja siten helposti erotettavissa röntgenputken tuottaman säteilyn avulla tehtyjen mittausten tuloksista.
Kuvan 2b perusrakenteessa käytetään ohutta ns. transmissioanodia. Tällaisessa ra-30 kenteessa anodi 120 toimii samalla ikkunana. Tyypillisimmässä ratkaisussa anodi muodostuu ohuesta metallikerroksesta varsinaisena ikkunana toimivan kantajamate-riaalin päällä. Tavanomaisesti transmissioanodeissa kantajamateriaalina on beryl-liumkalvo, jonka pinnalle on muodostettu ohut kerros varsinaisen anodin muodostavasta raskaammasta metallista, kuten skandiumista.
35
Patenttijulkaisuissa DD 264 360 ja DD 273 332 on esitetty berylliumin käyttö varsinaisena anodimateriaalina. Kyseisissä julkaisujen esittämän ratkaisun tavoitteena on mahdollisimman yksinkertainen röntgensäteilyspektri, koska raskaamman metallin , 102697 4 käyttäminen anodimateriaalina monimutkaistaa merkittävästi syntyvää säteilyspekt-riä. Toisena tavoitteena kyseisissä ratkaisuissa on saavuttaa yksinkertainen rönt-genputken rakenne. Anodimateriaalin tuottaman röntgensäteilyn intensiteetti on kuitenkin karkeasti verrannollinen materiaalin jäqestysluvun neliöön. Siten tällai-5 silla ratkaisuilla on haittapuolena huono efektiivisyys, minkä vuoksi kevyttä alkuainetta kuten berylliumia ei tavallisesti käytetä anodimateriaalina. Kuten aikaisemmin mainittiin, anodimateriaalina käytetään tyypillisesti paremman intensiteetin tuottavaa raskaampaa metallia kuten skandiumia.
10 Polarisoitunutta säteilyä voidaan myös tuottaa suoraan röntgenputken avulla ilman ulkoista polarisoivaa elintä. Elektronin yhdessä törmäyksessä tuottama säteily on polarisoitunutta, joten polarisoitunutta jarrutussäteilyä esiintyy hyvin ohutta anodia käytettäessä, jolloin suurin osa elektroneista törmää anodimateriaalin atomeihin vain kerran.
15
Paksujen anodien tuottama jarrutussäteilyspektri painottuu spektrin matalan energian päähän. Tässä osassa spektriä säteily on myös kaikkiin suuntiin polarisoitunutta, koska matalaenerginen jarrutussäteily syntyy elektronin vähitellen hidastuessa useiden törmäyksien kautta. Polarisoitunutta säteilyä esiintyy jonkin verran säteilys-20 pektrin korkeamman energian päässä, jossa säteily on peräisin yhdessä törmäyksessä suurimman osan liike-energiastaan menettäneistä elektroneista. Polarisoituneen säteilyn osuus kuitenkin pienenee voimakkaasti anodimateriaalin järjestysluvun noustessa. Edellä mainitussa Ryonin ja Zahrtin artikkelissa todetaankin, että polarisoituneen säteilyn tuotto sirottajaväliaineen avulla on käytännössä osoittautunut tehok-25 kaimmaksi menetelmäksi.
Eri materiaalien tuottaman röntgensäteilyn polarisoitumista käsitellään tarkemmin mm. artikkelissa Paul Kirkpatrick ja Lucille Wiedmann, "Theoretical Continuous X-Ray Energy and Polarization", Physical Review 67 (1945) 321.
30
Keksinnön tavoitteena on toteuttaa tunnettua tekniikkaa yksinkertaisempi polarisoi-dim röntgensäteilyn lähde. Lisäksi keksinnön tavoitteena on toteuttaa tunnetun tekniikan sirottajaväliaineen käyttöön perustuvia ratkaisuja tehokkaampi polarisoidun röntgensäteilyn lähde. Keksinnön tavoitteena on myös toteuttaa röntgenfluore-35 senssimittausjärjestely, joka on yksinkertaisempi kuin tunnetun tekniikan mukaiset ratkaisut.
5 102697
Tavoitteet saavutetaan käyttämällä röntgenputken anodimateriaalina berylliumia ja suodattamalla syntyvästä röntgensäteilystä spektrin matalaenerginen osuus pois, jolloin jäljelle jää herätesäteilyksi hyvin soveltuva, voimakkaasti polarisoitunut spektrin korkeaenerginen osuus. Tällaista polarisoidun röntgensäteilyn lähdettä 5 käytettäessä saavutetaan yksinkertainen röntgenfluoresenssimittausjäijestely, mikä pienentää laitteiston kokoaja alentaa laitteiston hintaa.
Keksinnön mukaiselle röntgenfluoresenssimittausjärjestelmälle on tunnusomaista, että järjestelmän röntgenputken anodista ainakin tietty osa, johon mainitun röntgen-10 putken katodilta irtoavat elektronit on jäljestetty törmäämään, on muodostettu olennaisesti berylliumista ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn tuottamiseksi ja siitä, että jäijestelmä lisäksi käsittää suodattimen mainitun röntgenputken tuottaman ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn heikosti polarisoituneen spektrin osan aina-15 kin osittaiseksi poistamiseksi.
Keksintö kohdistuu myös röntgenputkeen, jolle on tunnusomaista, että sen anodista ainakin tietty osa, johon katodilta irtoavat elektronit on järjestetty törmäämään, on muodostettu olennaisesti berylliumista ainakin osittain polarisoituneen 20 röntgensäteilyn tuottamiseksi, ja että se lisäksi käsittää suodattimen mainitun ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn heikosti polarisoituneen spektrin osan ainakin osittaiseksi poistamiseksi.
Keksintö kohdistuu myös berylliumanodilla varustetun röntgenputken käyttöön po-25 larisoituneen röntgensäteilyn tuottamiseksi.
Keksintö perustuu ideaan käyttää berylliumia anodimateriaalina sen huonosta efektiivisyydestä huolimatta. Beryllium-anodin tuottamasta röntgensäteilyspektristä osa on polarisoitunutta säteilyä, tarkemmin sen korkeaenerginen osuus. Keksinnön mu-30 kaisessa järjestelyssä suodatetaan spektrin matalaenerginen osuus pois, jolloin jäljel le jäävää voimakkaasti polarisoitunutta säteilyä voidaan käyttää herätesäteilynä röntgenfluoresenssimittauksissa. Keksinnön mukaisen jäijestelyn voidaan saavuttaa tietty polarisoituneen röntgensäteilyn intensiteetti pienitehoisemmalla röntgenput-kella kuin yleisesti käytetyissä, sirottajaväliaineiden käyttöön perustuvissa tunnetun 35 tekniikan mukaisissa ratkaisuissa.
Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitettyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa 6 102697 kuva la havainnollistaa röntgensäteilyn polarisoitumista sironnassa, kuva Ib esittää sirottajaväliaineen käyttöön perustuvaa polarisoitua röntgenfluore-senssimittausjäijestelyä, kuva 2a esittää erästä tavanomaisen röntgenputken perusrakennetta, 5 kuva 2b esittää erästä toista tavanomaisen röntgenputken perusrakennetta, kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista röntgenfluoresenssimittausjärjestelyä, kuva 4 havainnollistaa kuvan 3 mukaisessa röntgenfluoresenssimittausjäijes-telyssä esiintyviä säteilyn polarisaatiotasoja, kuva 5 a esittää erästä keksinnön mukaista röntgenputken rakennetta ja 10 kuva 5 b esittää erästä toista keksinnön mukaista röntgenputken rakennetta.
Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta ja -merkintöjä.
Kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista röntgenfluoresenssimittausjäijestelyä. 15 Röntgenputken 210 anodi 120 on edullisesti muodostettu berylliumista. Vaihtoehtoisesti anodi voi olla muodostettu myös jostain muusta materiaalista, jonka pinnalle on muodostettu berylliumkerros. Katodilta 110 tulevat, suurjännitteen HV kiihdyttämät elektronit törmäävät anodin 120 berylliumiin, jolloin muodostuu röntgensäteilyä. Tämä röntgensäteily johdetaan ulos röntgenputkesta ikkunan 130 20 kautta, jonka jälkeen siitä erotetaan tietty osa säteilyspektrin korkeaenergisestä päästä. Tämä tietty osa voi edullisesti olla esimerkiksi ylin 20 % spektrin olennaisesta aallonpituuskaistasta. Suodattimen jälkeen säteily viedään kollimaattorin 50 kautta näytteelle 30, missä tämä säteily herättää fluoresenssisäteilyä. Näytteestä 30 tuleva säteily viedään toisen kollimaattorin 50 kautta detektorille 40.
25
Kuva 4 havainnollistaa tällaisen mittausjärjestelyn toimintaa kuvan la kaltaisesti. Berylliumanodilla varustetun röntgenputken 210 tuottamassa säteilyssä esiintyy kaikkia polarisaatiosuuntia, joita kuvassa 4 edustavat vektorit Ep ja Es. Tällaisen röntgenputken tuottaman säteilyn polarisaatiolla on kuitenkin edellä kuvattu energi-30 ariippuvuus, joten poistamalla spektrin matalaenerginen osa säteilystä suodattimena 200 jäljelle jää olennaisesti vain voimakkaasti polarisoitunut spektrin korkeaenergi-nen osa, joka on polarisoitunut suuntaan Ep. Kun tämä polarisoitunut säteily viedään näytteelle 30 ja detektori sijoitetaan siten, että polarisaatiosuunta yhtyy Ep röntgenputken 210, näytteen 30 ja detektorin 40 määrittämä tasoon, röntgenputkelta 35 tulevan herätesäteilyn sironta detektoriin on minimissään. Tällaisella järjestelyllä voidaan siten minimoida detektoriin suoraan sironneen herätesäteilyn määrä, jolloin ; näytteen 30 fluoresenssisäteily voidaan havaita tarkemmin.
7 102697
Kuvien 3 ja 4 kaltaisissa mittausjärjestelyssä voidaan yksi tai useampi kollimaattori sijoittaa myös röntgenputken 210 ja suodattimen 200 väliin.
Kuten edellä kuvan 3 selostuksessa todettiin, anodin 120 runkona voidaan käyttää 5 jotain muuta materiaalia kuin berylliumia, ja muodostaa anodirungon päälle beryl-liumkerros. Tavanomaisilla röntgenputkissa käytettävillä energioilla elektronin py-sähtymismatka berylliumissa on joitakin millimetrin kymmenesosia, joten beryl-liumkerroksen ei tarvitse välttämättä olla muutamaa millimetrin kymmenesosaa paksumpi.
10
Polarisoituneen röntgensäteilyn tuottamiseen voidaan käyttää myös transmissio-anodilla varustettua röntgenputkea. Tällaisessa sovellusmuodossa anodi koostuu olennaisesti berylliumista ja muodostaa röntgenputken ikkunan.
15 Eräässä keksinnön edullisessa sovellusmuodossa suodatin 200 on kiinteä osa röntgenputkea 210. Suodatin 200 voidaan kiinnittää jollakin tunnetun tekniikan mukaisella tavalla esimerkiksi röntgenputken runkoon sopivalle etäisyydelle röntgenputken ikkunasta tai myös kiinni ikkunaan. Suodatinmateriaaliksi soveltuu tutkimuskohteen mukaan sellainen materiaali, jonka synnyttämä fluoresenssisäteily ei osu 20 tutkittavalle spektrin alueelle. Eräitä mahdollisia materiaaleja ovat mm. titaani, teräs ja molybdeeni. Eräässä keksinnön edullisessa sovellusmuodossa röntgenputken run-komateriaali muodostaa ainakin osan suodatinta 200. Tällaisessa sovellusmuodossa röntgenputkessa ei tarvitse olla lainkaan erillistä ikkunaa kuten kuvassa 5a esitetään. Erillistä suodatintakaan ei tarvita, mikäli runkomateriaali voidaan valita siten, että 25 sen suodatusominaisuudet riittävät haluttuun sovelluskohteeseen. Mikäli runkomateriaali ei suodata jarrutussäteilyä kokonaan halutulla tavalla, röntgenputken rungon pinnalle voidaan muodostaa yksi tai useampi lisäkerros 200' sopivasta materiaalista suodattumisen optimoimiseksi kuten kuvassa 5b esitetään.
30 Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu yleisesti kaikkiin röntgenfluoresenssimitta-uksiin, mutta herkkyytensä ansiosta erityisesti raskasmetallien hyvin pienten pitoisuuksien analysointiin. Ratkaisun avulla voidaan saavuttaa hyvin suuri herkkyys, esimerkiksi kullan K-viivojen analyysissä saavuttaa jopa alle 10 ppm herkkyys. Keksinnön mukainen ratkaisu mahdollistaa myös esimerkiksi lyijyn analyysin L-vii-35 vojen avulla jopa elävästä kudoksesta, mikä mahdollistaa ihmisen kudoksiin, erityisesti luihin kertyvän lyijyn analyysin. Keksinnön mukaista ratkaisua voidaan edullisesti käyttää myös kullan, platinan sekä harvinaisten maametallien hyvin pienten pitoisuuksien analyysiin esimerkiksi kaivossovelluksissa. Eräänä edullisena sovel- 8 102697 luskohteena voidaan mainita myös raskasmetallianalyysi kudosmittausten lisäksi myös ympäristöstä, kuten vesistä.
Suodattimena 200 voidaan käyttää mitä tahansa tunnetun tekniikan mukaista suoda-5 tinta.
Keksinnön mukainen mittausjäijestely on merkittävästi tunnetun tekniikan ratkaisuja yksinkertaisempi. Keksinnön mukaisessa mittausjäijestelyssä ei tarvita erillistä sirot-tajaa polarisoituneen säteilyn muodostamiseksi. Keksinnön mukaisen mittausjäges-10 telyn efektiivisyys on parempi, jolloin tietyn suuruisen polarisoidun säteilytehon synnyttämiseksi riittää pienitehoisempi röntgenputki kuin tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa. Näiden syiden vuoksi keksinnön mukainen mittausjäijestely on pienikokoisempi ja halvempi valmistaa kuin vastaaavat tunnetun tekniikan mukaiset polarisoitua säteilyä käyttävät röntgenfluoresenssimittausjäijestelmät.
15
Edellä keksintöä on selostettu eräisiin sen edullisiin sovellusmuotoihin viittaamalla, mutta on selvää, että keksintöä voidaan muunnella monin eri tavoin oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti.

Claims (7)

9 102697
1. Röntgenfluoresenssimittausjärjestelmä, joka käsittää röntgenputken heräte-säteilyn tuottamiseksi ja detektorin (40) tutkittavasta kohteesta emittoituvan 5 fluoresenssisäteilyn mittaamiseksi, tunnettu siitä, että mainitun röntgenputken anodista (120) ainakin tietty osa, johon mainitun röntgenputken katodilta irtoavat elektronit on jäljestetty törmäämään, on muodostettu olennaisesti berylliumista ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn tuottamiseksi ja siitä, että 10 järjestelmä lisäksi käsittää suodattimen (200) mainitun röntgenputken tuottaman ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn heikosti polarisoituneen spektrin osan ainakin osittaiseksi poistamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun rönt-15 genputken anodi (120) on muodostettu kokonaan berylliumista.
3. Röntgenputki polarisoituneen säteilyn tuottamiseksi, tunnettu siitä, että sen anodista (120) ainakin tietty osa, johon katodilta irtoavat elektronit on järjestetty törmäämään, on muodostettu olennaisesti berylliumista ainakin osittain polarisoitu-20 neen röntgensäteilyn tuottamiseksi ja siitä, että se on järjestetty suodattamaan syntyvää röntgensäteilyä mainitun ainakin osittain polarisoituneen röntgensäteilyn heikosti polarisoituneen spektrin osan ainakin osittaiseksi poistamiseksi.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen röntgenputki, tunnettu siitä, että sen anodi (120) on muodostettu kokonaan berylliumista.
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen röntgenputki, tunnettu siitä, että röntgenputken runko on järjestetty suodattamaan syntyvää röntgensäteilyä mainitun ainakin 30 osittain polarisoituneen röntgensäteilyn heikosti polarisoituneen spektrin osan ainakin osittaiseksi poistamiseksi.
6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen röntgenputki, tunnettu siitä, että se rungon lisäksi käsittää ainakin yhden suodattavan materiaalikerroksen (200, 200'). 35
7. Berylliumanodilla varustetun röntgenputken käyttö polarisoidun röntgensäteilyn tuottamiseksi. 10 102697
FI972755A 1997-06-26 1997-06-26 Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki FI102697B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI972755A FI102697B (fi) 1997-06-26 1997-06-26 Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki
CA002241640A CA2241640A1 (en) 1997-06-26 1998-06-24 X-ray fluorescence measuring system making use of polarized excitation radiation, and x-ray tube
US09/103,389 US6049589A (en) 1997-06-26 1998-06-24 X-ray fluorescence measuring system making use of polarized excitation radiation, and X-ray tube
ZA9805538A ZA985538B (en) 1997-06-26 1998-06-25 X-ray fluorescence measuring system making use of polarized excitation radiation, and X-ray tube.
JP10178660A JPH1167129A (ja) 1997-06-26 1998-06-25 偏向励起放射線を利用するx線蛍光測定システムおよびx線管
AU73150/98A AU728117B2 (en) 1997-06-26 1998-06-25 X-ray fluorescence measuring system making use of polarized excitation radiation, and X-ray tube
RU98113412/28A RU2199112C2 (ru) 1997-06-26 1998-06-25 Рентгенофлуоресцентная измерительная установка, использующая поляризованное возбуждающее излучение, и рентгеновская трубка
DE69800159T DE69800159T2 (de) 1997-06-26 1998-06-26 Röntgenfluoreszenz-Messsystem unter Verwendung polarisierter Strahlung und Röntgenröhre
EP98660066A EP0887639B1 (en) 1997-06-26 1998-06-26 X-ray fluorescence measuring system making use of polarized excitation radiation, and X-ray tube

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI972755 1997-06-26
FI972755A FI102697B (fi) 1997-06-26 1997-06-26 Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI972755A0 FI972755A0 (fi) 1997-06-26
FI972755A FI972755A (fi) 1998-12-27
FI102697B1 FI102697B1 (fi) 1999-01-29
FI102697B true FI102697B (fi) 1999-01-29

Family

ID=8549137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI972755A FI102697B (fi) 1997-06-26 1997-06-26 Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6049589A (fi)
EP (1) EP0887639B1 (fi)
JP (1) JPH1167129A (fi)
AU (1) AU728117B2 (fi)
CA (1) CA2241640A1 (fi)
DE (1) DE69800159T2 (fi)
FI (1) FI102697B (fi)
RU (1) RU2199112C2 (fi)
ZA (1) ZA985538B (fi)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20213975U1 (de) * 2002-09-06 2002-12-19 Lzh Laserzentrum Hannover Ev Einrichtung zur Erzeugung von UV-Strahlung, insbesondere EUV-Strahlung
DE102004025997A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-22 Feinfocus Gmbh Einrichtung zur Erzeugung und Emission von XUV-Strahlung
DE102005018342B4 (de) * 2005-04-20 2012-05-24 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung
DE102005041923A1 (de) * 2005-09-03 2007-03-08 Comet Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung
JP4902272B2 (ja) * 2006-06-06 2012-03-21 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 蛍光x線分析装置
ES2478090T3 (es) 2011-06-10 2014-07-18 Outotec Oyj Tubo de rayos X y analizador de fluorescencia de rayos X que utiliza radiación de excitación selectiva
RU2555191C1 (ru) * 2014-04-24 2015-07-10 Владимир Константинович Егоров Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа материалов с формированием потока возбуждения плоским рентгеновским волноводом-резонатором
RU2584066C1 (ru) * 2014-12-18 2016-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Устройство для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа на основе вторичных излучателей
SE543606C2 (en) * 2018-08-03 2021-04-13 Orexplore Ab Density analysis of geological sample
CN116577364B (zh) * 2023-07-12 2023-10-10 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE264360C (fi) *
US2168780A (en) * 1930-12-06 1939-08-08 Dimitry E Oishevsky X-ray tube
US2922904A (en) * 1957-12-30 1960-01-26 Gen Electric Target window for x-ray microscopes
FR2054468A6 (fi) * 1969-07-11 1971-04-23 Chalons Francois
US3752989A (en) * 1972-01-27 1973-08-14 Us Commerce Method of producing an intense, high-purity k x-ray beam
US3944822A (en) * 1974-09-30 1976-03-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U. S. Environmental Protection Agency Polarization excitation device for X-ray fluorescence analysis
SE415804B (sv) * 1978-06-21 1980-10-27 Nils Johannes Baecklund Sett att medelst rontgenstralning meta halten eller mengden av ett forutbestemt grundemne i ett prov, samt anordning for utforande av settet
US4637042A (en) * 1980-04-18 1987-01-13 The Machlett Laboratories, Incorporated X-ray tube target having electron pervious coating of heat absorbent material on X-ray emissive surface
JPS58108637A (ja) * 1981-12-22 1983-06-28 Kikuta Koizumi 軟x線管球
DD273332A1 (de) * 1985-12-27 1989-11-08 Rudolstadt Roehrenwerk Roentgenroehre fuer die untersuchung von stoffen
DD264360A3 (de) * 1985-12-27 1989-02-01 Rudolstadt Roehrenwerk Roentgenroehre fuer die untersuchung von stoffen
FR2593324B1 (fr) * 1986-01-17 1988-03-25 Thomson Cgr Anode tournante avec graphite pour tube radiogene
GB9317371D0 (en) * 1993-08-20 1993-10-06 Oxford Analytical Instr Ltd X-ray fluorescence inspection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US6049589A (en) 2000-04-11
AU728117B2 (en) 2001-01-04
DE69800159D1 (de) 2000-06-29
ZA985538B (en) 1999-12-24
FI972755A0 (fi) 1997-06-26
EP0887639B1 (en) 2000-05-24
FI972755A (fi) 1998-12-27
FI102697B1 (fi) 1999-01-29
EP0887639A1 (en) 1998-12-30
DE69800159T2 (de) 2001-05-10
AU7315098A (en) 1999-01-07
RU2199112C2 (ru) 2003-02-20
CA2241640A1 (en) 1998-12-26
JPH1167129A (ja) 1999-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI102697B (fi) Polarisoitua herätesäteilyä hyödyntävä röntgenfluoresenssimittausjärje stely ja röntgenputki
Lewis et al. Quasi-monochromatic, projection radiography of dense laser driven spherical targets
Chumakov et al. Nuclear resonance energy analysis of inelastic x-ray scattering
Piestrup et al. Measurement of transition radiation from medium-energy electrons
Gouanere et al. Sharp-line and broad-continuum radiation from electrons channeled in diamond
Hau–Riege et al. Measurement of x-ray free-electron-laser pulse energies by photoluminescence in nitrogen gas
NL8401946A (nl) Stelsel voor het detecteren van twee roentgenstralingsenergieen.
US3666943A (en) Method of and apparatus for determining the mean size of given particles in a fluid
AU2012203317A1 (en) X-Ray tube and x-ray fluorescence analyser utilizing selective excitation radiation
US4469942A (en) Means and method for calibrating a photon detector utilizing electron-photon coincidence
EP1209462A2 (en) Apparatus for analysing a sample
Volkov et al. Dependence of the yield of hard incoherent X-rays from femtosecond laser plasma on the atomic number of a target material
EP3101448A1 (en) Stimulated scintillation emission depletion (ssed) for high-resolution quantitative x-ray nanoimaging
Bailey et al. Spot spectroscopy of highly ionized europium
JP4051427B2 (ja) 光電子分光装置及び表面分析法
Arkadiev et al. Monochromatic X-ray source for calibrating X-ray telescopes
Majewska et al. Configurations of highly ionized fast sulphur projectiles passing through a carbon foil evaluated from low-resolution K x-ray spectra
Hatherly et al. Radiative decay of the C2T2 state of CF+ 4 measured by threshold photoelectron-fluorescence coicidence spectroscopy
Braziewicz et al. ION–ATOM COLLISION IN SOLIDS
Borovik Autoionization cross section of lithium atoms excited by electron impact
Bradford Absolute yields of X-ray induced photoemission from metals
Stutman et al. K-edge and mirror filtered x-ray grating interferometers
Zähter et al. Monitoring of the heavy-ion beam distribution using poly-and monochromatic x-ray fluorescence imaging
Krčmar et al. Photoactivation investigations WTH 113In and 87Sr
SU1689818A1 (ru) Источник коллимированного рентгеновского излучени