SU380172A1 - Анализатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аииаратуре рентгеновского анализа, в частиости к аинаратуре дл  аиализа излучени  в узком дианазоне длин воли.

Известна анпаратура дл  рентгенофлуоресцентного анализа, содержаща  излучающий элемент, детектор рентгеновского излучени , ириспособленный д.л  измерени  излучени  лишь от указанного излучающего элемента, и фильтр, иомещенный между надаюии1м нучком и нзлучающнм элементом, нричем материал излучающего эле.мента имеет скачок поглощени  в более длинноволновой области, че.м рабочий скачок иоглощени  материала фильтра.

Наличие заметиой регистрации в иерабочем диаиазоне длин волн в такой аинаратуре обусловлено частичным прохождеиие.м более коротковолнового (чем рабочий интервал) излучени  через фильтр и возбуждеиием этим излучением флуоресценции вторичиого излучател .

Кроме того, нри ирименении материалов, у которых в качестве рабочего скачка обычно исиользуют /С-скачок, невозможио отделить излучение /С-/ анализируемого элемента от К, нред|ществующего по атомиому номеру (Z) элемента.

Применение же в качестве .материала фильтра материала с L-скачком невыгодно, так

как хот  L-скачкн лежат на щкале длии волн чаще, чем /С-скачки и с их иомощью можно выделить более узкий ннтервал длин воли, но малое значение величины L-скачка нриводнт

к малой контрастности выдел емых линий.

Цель изобретени  - иовын1енне разрещающей способностн устройства.

Это достигаетс  тем, что анализатор выполнен но днфференцнальной схеме с нарным каналом , моделирующим спектральную характеристнку основного детектора в нерабочих длинах волн, ирнчем детектор и фильтр в париом канале идеитичны соответствующим узлам основного канала, а нзлучатель изготовлен нз

рабочегоматериала фильтра.

Кроме того, если необходимо аналнзировать содержание элемента в нрисутствнн предществующего по Z элемента, к материалу фильтра с /С-скачком поглощени  в рабочем диапазоне длин волн может быть добавлен материал с L-скачком поглощени  так, что длина волны L-скачка поглощени  лежит между / -скачком поглощени  фильтра и /C-cкaчкo тноглощенн  элемента с атомным номером (Z)

на единицу мониинм, чем атомный номер фнльтра, причем материал с L-скачком поглощени  расположен но ходу лучей носле .материала с /С-скачком поглощепн .

На фиг. 1 н 2 показапы осевые сечени 

двух возможных парнантов анализатора; на фиг. 3 - график логлощсни  комбшшропаипым фильтром в cooTiicrciiMUi с фиг. 1. Внешн   час1ь анализатора служит фильтром 1. Материал фильтра подобран в соответствии с анализируемым элементом таким, чтобы длина волны /(-скачка рабочего вещества фильтра (/(-фильтр) была короче волиы характеристического излучеии  анализируемого элемента. За фильтром 1 расположены излучатели 2 основного канала нреимущественио в виде параллельных пластин. Материал излучателей 2 основного канала подобран таким образом, чтобы его характеристическое излучение находилось в более длинноволновой области, чем характернстиче- is ское излучение анализируемого элемента. Толщина излучателей выбираетс  такой, чтобы где b - суммарна  толщина излучателей; Ф - угол падени  излучени  на вторичный излучатель; т - линейный коэффициент ноглощени  25 анализируемого излучени  в излучателе . Это равенство онредел ет толщину излучател , исход  из требовани  наименьщей эф- 30 фективпости в области длин волн вне рабочей области. Простое уменьщение суммарной толщины излучателей нецелесообразно, так как нри этом происходит снижение светосилы детек- 35 тора. Оптимальное требование , а tgf S53. При этом почти все излучепие в области 40 .2 (где X и 2 - грапицы рабочей области ) поглощаетс  излучателем с выходом в виде флуоресцентного излучени . Сближение излучателей приводит к улучшению спектральной характеристики детекто- 45 ра за счет уменьщени  углов отбора. При увеличении рассто ни  между излучател ми увеличиваетс  угол отбора и соответственно светосила, но ухудщаетс  спектральна  характеристика. В зависимости от сто щей задачи может быть использована как одна, так и друга  возможность. Излучатели 2 основного канала окружены преимущественно аксиально-симметричной 55 конструкцией детектора 3 основного канала. Наиболее технологичной представл етс  конструкци  с квадратным в плане сечением, хот  существо изобретени  не мен етс  и нри выполнении детектора в форме кругового ци- 60 линдра, гексагональным и т. н. Форма детектора основного канала может быть не только пр мым цилиндром (призмой). как показано на фиг. 1, но и усеченным конусом (пирамидой) и т. п. 5 10 20 50 65 Наиболее простым детектором  вл етс  детектор типа Гейгера. Непосредственно за основным каналом следует иногда не имеющий с ним физической границы нарный канал. Его фильтро.м служит общий с основным каналом фильтр 1, а излучателем 4 - пластина, преимущественно параллельна  излучател м 2 основного капала , выполненна  из материала фильтра 1. Детектор 5 парного канала выполнен предпочтительно в виде усеченной пирамиды, внутренн   поверхность которой обращена к излучателю 4. Параметры детекторов основного и парного канала идентичны, а их выходы включены навстречу друг другу так, что на оконечное регистрирующее устройство попадает лищь разностный сигнал. Внутренний объем основного канала 6 и парного канала 7 дш  уменьнлени  фонового излучени  за счет рассе ни  на материале заполн ющей среды заполнен газом более легким, чем воздух. Дл  исключени  возможности пр мого попадани  анализируемого излучени , а также флуоресценции фильтра 1 в приемные окна детектора 3 и 5 на пути лучей установлены коллиматоры 8. Возможно и другое конструктивное выполнение анализатора (фиг. 2). Основным отличием его от варианта устройства , представленного на фиг. 1,  вл етс  не последовательное расположение объемов основного и парного каналов, а параллельное расположение перемещающихс  объемов, в которых излучатели обращены к детекторам своего канала и экранированы от чужого. Работу такого анализатора можно по снить на нримере анализа Zn () в медно-цинковых геологических пробах на фоне соседнего мещающего элемента Си (). Пробу возбуждают сторонним источнико.м первичного излучени , например рентгеновской трубкой. Анализатор размещают на пути флуоресцентпого рентгеновского излучени , содержащего характеристическое излучение как искомого цинка, так и мещающ еи меди, а также и когерентно и некогерентно рассе нное нервичное излучение источника. Така  смесь излучени , попада  на фильтр 1, изготовленный в качестве рабочего элемента из меди, ослабл етс  фильтром, причем вблизи длины волны /С-скачка медИ излучение , более коротковолновое, чем Длина волны /С-скачка меди, ослабл етс  примерно в 8 раз сильнее, чем излучение более длинноволновое. Однако в эту область помимо используемой дл  анализа /(-линии цинка попадает и /С-ч лини  Си, котора , хот  и слабее приблизителыю в 10 раз, чем .,.-лини , но при равных содержани х Zn и Си дает примерно 10%ную погрешность, а при преобладании Си и того больщую. Кроме того, существенный вклад вносит и флуоресценци  самого фильтра 1. Указанные два источника (Си из пробы и Си фильтра 1) помех компенсируют введением второго сло  (L-фильтра) фильтра 1 с /.-скачком, в нашем случае изготовленного на основе рабочего элемента гольми  (Но). Все изложенное применимо ко многим элементам , при этом определение, например, кали   вл етс  особо благопри тным, так как в этом случае в качестве излучател  используетс  газ-аргон, заполн ющий объем первичного канала, физически отделенный тонкой органической пленкой от внутреннего объема парного канала. Предмет изобретени  1. Анализатор, содержащий излучающий элемент, детектор рентгеновских лучей, приспособленный дл  измерени  излучени  лишь от указанного излучающего элемента, и фильтр, помещенный перед излучателем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрещающей способности, он выполнен по дифференциальной схеме с парным каналом, в коюром детекюр и фзьчьтр идентичны соотвегстнующим уз.кпт ооювного канала,, а излучатель выполнен из рабочего материала фильтра. 2.Анализатор по и. 1, отличающийс  тем, что к материалу фильтра с /С-скачком поглощени  в рабочем диапазоне длнн волн добавлен материал с 1-скачком поглощени  в рабочем днаназоне длин волн, так что на щкале длин волн L-скачок лежит между /С-скачком фильтра и /С-скачком элемента с атомным номером на единицу меньщим, чем атомный номер фильтра, причем материал с L-скачком расположен по ходу лучей после материала е /С-скачком. 3.Анализатор по ип. 1, 2, отличающийс  тем, что в качестве излучател  использован газ, заполн ющий объем основного канала. 4.Анализатор по пп. 1, 2, отличающийс  тем, что излучатели основного канала выполнены в виде подслоев, параллельпых друг другу.

/

Фиг.4

fu9.2

Коэ(р(рициент поглощени 

гпк

Cuf(f3

Фиг.З