NL8304009A - Roentgen analyse apparaat met afbuigsysteem. - Google Patents

Description

*’ *» * -1 - „I, EHN 10844 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Röntgen analyse apparaat met afzuigsysteem.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgen analyse apparaat met een röntgenhron, een preparaatdrager en, in de voortplantingsrichting van een in een te onderzoeken preparaat opgewekte röntgenbundel gezien, na elkaar opgesteld, een collimerend element voor de röntgenbundel en 5 een rchtgendetectcr.

In bekende apparaten zoals beschreven in US 3.852.594 wordt last ondervonden van geladen deeltjes, in het bijzonder van, bijvoorbeeld door de röntgenbundel opgewekte, tot in de detector doordringende elec-trcnen. De geladen deeltjes geven aanleiding tot een achtergrond signaal 10 dat vooral bij het meten van langgolvige röntgenstraling, dus bij het analyseren van preparaten op elementen net een relatief laag atocmnumner, storend is ordat de daarbij te gebruiken detectoringangsvensters de deeltjes slechts in geringe mate absorberen en hst detectiesignaal per röntgenquant niet duidelijk sterker is dan voor een dergelijk geladen 15 deeltje. Geladen deeltjes zoals electronen en ionen kunnen door de röntgenbundel worden vrijgemaakt uit het preparaat, uit een de röntgenbundel collimerend element en dergelijke. V

De uitvinding beoogt zonder verlies aan gevoeligheid in het bijzonder voor langgolvige röntgenstraling de detector tegen inval 20 van geladen deeltjes te beschermen zonder dat daardoor storende effecten optreden. Daartoe heeft een röntgen analyse apparaat van de in de aanhef genoemde soort tot kenmerk, dat nabij het collimerende element een tegen het opwekken van storende strooivelden af geschermd afbuig-systeem voor geladen deeltjes is opgenonen.

25 Doordat de geladen deeltjes in een röntgen analyse apparaat volgens de uitvinding van de detectcringang. worden af gebogen, zullen j deze niet in het detectors ignaal participeren en is vooral voor lichte elementen analyse een beduidende verbetering in de signaal-ruis ( verhouding van het detectiesignaal verkregen. Het afbuigen kan bij-30 voorbeeld net een electrostatisch of magnetisch veld ter plaatse worden gerealiseerd. i

In een voorkeursuitvoering is de afbuiging gerealiseerd door een in de röntgenbundelwsg voor de detector actief magnetisch afbuigveld **----' 8304009 PHN 10844 2 waarvan uitbreiding naar het preparaat, de röntgenbron en de detector net een magnetische afscherming is beperkt. Hierbij kan bijvoorbeeld permanent magnetisch materiaal in of nabij een ter plaatse opgesteld collimerend element zijn opgencmen. Het magnetisch materiaal kan in het 5 bijzonder in lamellen van een collimator zijn opgencmen, aan zijkanten daarvan zijn opgesteld of de plaats van afstandsstukjes tussen de lamellen innemen. Voor een goede afscherming van het magnetisch veld zorgt een magnetische afscherming om de collimator met het permanent magnetisch materiaal.

10 In het bijzonder voor röntgenspectrometers waarin de detector met het daaraan toegevoerde collimerend element, voor 2 Θ beweging, ten opzichte van het preparaat en de röntgenbron roteert, is een goede afscherming tegen strooivelden voor een goede reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid van het apparaat uiterst gewenst. Bij simultaan spectro-15 meters waarin de detector vaak is uitgerust met fotovermenigvuldiger-buizen is het van belang met de afscherming juist daarmede ter dege rekening te houden. De uitvinding is in het bijzonder toepasbaar voor sequentiële en simultane spectrometers. In deze apparaten resulteert toepassing van de locale afbuiging van geladen deeltjes bij analyse van 20 elementen met een laag atocmnummer, bijvoorbeeld kleiner dan ongeveer 20, gemakkelijk in. een verbetering van de signaal-ruis verhouding in het detectiesignaal net een factor twee.

Aan de hand van de tekening zullen in het navolgende enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader warden beschreven.

25 In de tekening toont : figuur 1 een sequentiële röntgenspectrameter met een detec- / torcollimator voorzien van een afbuigëysteem volgens de uitvinding, figuur 2 een simultaan werkende röntgenspectrameter met een 30 detectarspleet voorzien, van een dergelijk afbuig- systeem.

Van een sequentiële röntgenspectrameter zijn in figuur 1 een röntgenbron 1 met een stralenfilter 2, een preparaat 4, een primaire collimator 6, een kristalwisselaar 8, hier met 5 verschillende analyse 35 kristallen 10 en een röntgendetector 12 met een secundaire collimator 14 weergegeven. Met behulp van een niet nader aangegeven daarvoor bekende mechanisme, kan de detector voor het uitvoeren van de 2 © beweging, ara een rotatiepunt 16 warden geroteerd, waardoor een rontgenspectrum opge- gjt 8304009 , *----- PHN 10844 3 naren kan woeden. Voor registratie en verwerking van het cp te nemen spectrum dient een electronisch circuit 18 van waaruit tevens de boek-positie van de detector ten opzichte van het preparaat gestuurd kan worden.

5 Van een röntgenbundel 20 opgewekt in de röntgenbuis wordt het stralingsspectrum voor analyse verkregen door keuze van het anodemateriaal, de gebruikte hoogspanning in de röntgenbuis en in de bundel geplaatste filter 2. De röntgenbundel 20 wekt in het preparaat fluorescentiestraling cp. Een aldus opgewekte röntgenbundel 22 bevat een patroon van voor ele-10 menten in het preparaat karakteristieke straling. Door diffractie aan een analyse kristal 10 worden de onderscheiden karakteristieke stra-lingspiéken in een bundel 24, over de hoek 0 gezien, ruimtelijk gescheiden. Met behulp van de detector kan dit spectrum vervolgens worden cpgemeten. Volgens de uitvinding is, hier aan de collimator 14 15 een afbuigsysteem voor geladen deeltjes toegevoegd. In het bijzonder is, zoals nader in figuur 1a is aangegeven, aan weerszijden van de collimator een permanente magneet 25 aangebracht. Voor veldafscherraing zijn de magneten ansloten met een afschennkooi 26 bijvoorbeeld bestaande uit nikkel-ijzer. Duidelijkheidshalve is in figuur 1a voer een richting van 20 de röntgenstralenbundel dwars cp het vlak van. tekening, de richting van een magnetisch afbuigveld H aangegeven.

In een verdere uitvoeringsvorm is het permanent magnetisch materiaal qpgenemen in de lamellen structuur van de collimator. Dit kan bijvoorbeeld zijn gerealiseerd door elk, of een deel van de lamellen 27 25 uit permanent magnetisch materiaal te vervaardigen of daaraan permanent magnetisch materiaal toe te voegen. In een gunstige uitvoering zijn montage afstandsstukjes 28 tussen de lamellen van de collimator gevormd uit permanent magnetisch materiaal. De collimator is. ook bij deze uitvoeringsvorm cp de reeds eerder beschreven wijze met magnetisch 30 zacht materiaal af geschermd terwijl de constructie van de collimator niet beduiend behoeft te worden veranderd.

Van een simultaan röntgenspectraieter toont in f iguur 2 een röntgenbron 30, een preparaat 32, een eerste detectiesysteem 34 met een primaire stralingsspleet 36, een, hier gebogen, analysekristal 35 38 en een detector 40 met een secundaire stralingsspleet 42 en een tweede detectiesysteem 44 net een, hier vlak, analysekristal 46, een primaire collimator 48 en een detector 50 net een secundaire collimator 52.

8304009 PHN 10844 4 * T, <

Tussen het kristal 38 en de detectorspleet 42 is ock hier permanent magnetisch materiaal aangebracht met behulp waarvan de zich in een ruimte 54 bevindende electronen zijdelings worden afgebogen en derhalve de detectorspleet 42 niet zullen passeren. Het permanent mag-5 netisch materiaal bestaat hier bijvoorbeeld uit twee magneten 56.

Qm. strooivelden van het afbuigsysteem te reduceren is ook hier cm het met permanent magnetisch materiaal uitgeruste collimerende element een magnetische afscherming 58 uit zacht magnetisch materiaal aangebracht. Ook een collimator 60 van het tweede detectiesysteem. 44 kan, qp de 10 aan de hand van figuur 1a. beschreven wijze van een magnetisch afbuigsysteem zijn voorzien, waarbij ook hier weer bij voorkeur gebruik gemaakt is van permanent magnetisch materiaal in. of cm de collimator, bijvoorbeeld permanente magneten 62 aan weerszijden daarvan. De met magnetisch materiaal uitgeruste collimator is weer tegen strooivelden 15 afgeschermd met een afschermbus 64 uit zacht magnetisch materiaal.

Op overeenkomstige wijze als beschreven aan de hand van een magnetisch afbuigsysteem kan ook electrcmagnetisch of electrostatisch worden af gebogen. Voor electrostatische afbuiging is het gunstig lamellen van een collimator op verschillende potentiaal in te stellen. De 20 lamellen moeten dan dus onderling electrisch geïsoleerd zijn opgesteld en van toevoerleidingen zijn voorzien. Een voordeel van electrostatische afbuiging is de grotere vrijheid in instelling van de sterkte van het afbuigveld, een nadeel zijn de veelal storende toevoerdraden. Een grote mate van instelvrijheid bestaat ook met een electramagnetische 25 afbuiging bijvoorbeeld net een magnetische spoel waarvan het veld ter plaatse van het collimerend element actief is. Een nadeel kan zijn, dat een dergelijke spoel modilijker afschermbaar is en bovendien vraagt een dergelijke afgeschermde spoel relatief veel ruimte. In het bijzonder onder toepassing van permanent magnetisch materiaal is een goede strooi-30 veldafscherming mogelijk zonder dat die veel ruimte kost, waardoor het apparaat niet ingrijpend behoeft te worden gewijzigd.

35 1304009

Claims (10)

1. Röntgen analyse apparaat met een rontgenbrcn (1), een prepa-raatdrager en een, in de stralingsrichting van een in een preparaat (4) opgewekte röntc^nbundel (22) gezien, achter een de röntgenbundel colli-merende element (14) geplaatste röntgendetector (12), met het kenmerk, 5 dat nabij het coUimerend element (14) een voor storende strooivelden afgescbermd afhuigsysteem (25, 26). voor geladen.deeltjes is apgenoroen.

2. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afbuigsysteem is uitgerust net electrostatische afbuigmiddelen.

3. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, 10 dat op verschillende potentiaal instelbare lamellen (27) van de collimator (14, 52) deel uit maken van een electrostatisch afbuigsysteem.

4. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een nabij een coUimerend element (14, 42, 52) actief magnetisch 15 element (25) deel uitmaakt van het afbuigsysteem.

5. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 4, met het kennerk, dat een van de coUimator verwijderd opgesteld magnetisch element via poolschoenen nabij de collimator actief is.

6. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 1, 4 of 5, rast het 20 kenmerk, dat een magnetisch afbuigsysteem nabij het coUimerend element opgesteld permanent magnetisch materiaal bevat.

7. Röntgen analyse apparaat, volgens conclusie 1 of 4, met het kenmerk, dat permanent magnetisch materiaal deel uitmaakt van de lamellenstructuur van de collimator. 25

8. Röntgen analyse apparaat volgens conclusie 4 of 6, met het kenmerk, dat uit permanent magnetisch materiaal gevormde afstandsstukjes (28) tussen lamellen (27) van een coUimator deel uit maken van een magnetisch afbuigsysteem.

9. Röntgen analyse apparaat volgens een der voorgaande conclusies, 30 net het kenmerk, dat het afbuigsysteem zodanig is opgesteld en af geschermd, dat zowel ter plaatse van een te ondersteken preparaat (4, 32. een röntgendetector (12, 40, 50) of een röntgenbuis (1, 30) de veldsterkte verwaarloosbaar klein is.

10. Röntgen analyse apparaat, volgens een der voorgaande conclusies, 35 net het kenmerk, dat de detector specifiek is ingericht voor detectie van, door elementen met een relatief laag atocmnurnmer uit te zenden relatief zachte röntgenstraling. ---ad 8304009