Способ изготовления фокусирующего рентгеновское излучение кристалла

1492384Изобретение относится к экспериментальной и технической Физике и может быть использовано в качестве источника сфокуСированного рентгенов 5 ского излучения в рентгеноспектральных методах определения элементного состава вещества лля локального определения концентрации примесных элементов н различных веществах 1 О или сплавах.Цель изобретения - обеспечение фокусировки различных длин волн.На фиг, 1 изображена геометрия изготовления пластины; на фиг. 2 15 и 3 - схематическая реализация спо" соба фокусировки,Пластину вырезают из кристаллического моноблока по дуге окружности радиуса К длиной 1,. Как видно из фиг, 1, радиус окружности К и длина пластины 1. определяют допустимый диапазон углов Ь 6 = 1,/Р между кристаллографическими плоскостями (ЬК 1) и поверхностью пластины соответствен но диапазон частот рентгеновского излучения а 6 = 6(д(Ь,К), Для частот рентгеновского излучения д - Юо+ +ЬЬ 3) выбором участка дуги окружности достигают необходимого диапазона углов (Юс,- 6,+ Ь/К) между кристал 30 лографическими плоскостями и поверхностью пластины (фиг.1), Затем пластину выпрямляют.Изготовление пластины по дугеокружности приводит к тому, что па раллельные плоскости (Ь 11) направлены под разными углами к поверхности пластины, Причем угол между отдельной плоскостью (ЬК 1) и поверхностью пластины является функцией от ее по ложения по длине пластины и радиуса окружности К. При разгибании пластины нарушается параллельность плоскостей (Ь 11), но сохраняются углымежду плоскостями (Ь 11) и поверх ностью пластины, Благодаря этому электроны пересекают кристаллографические плоскости под разными углами по длине кристалла и генерированныефотоны параметрического рентгенов ского излучения фокусируются в одной точке.На торец выпрямленной пластины 1 (фиг,2) направляют пучок релятивистских электронов 2. Электроны при своем движении пересекают кристаллограические плоскости (ЬЕ 1) подуглами от 6 а на входе до (9 + 1./К) на выходе из кристалгга и генерируют Фатацы параметрического рентгеновского излучения с частотами (Ио -ЬЗ,+ + ЬЬЗ) фокусирующихся н заданной точке 0 . При этом из геометрии способа расстояние 00- от точки входа электронов в кристалл да Фокуса определяют из соотношенияз 1 п 2(6 +1,/К)00 =- 1(1)згп 2 (1,/К)Генерация рентгеновского излучения пройсходит по всей длине кристаллической пластины. Длину пластиныкоторую целесообразно использовать в данном способе, можно оценитг по формуле, учитывающей многократное рассеяниеЕ1 макс(Ь1,. зги о) ф (2)Выбор Ьмакс производят из условия, чтобы из-за многократного рассеяния не происходило выбываниепучка электронов при прохождении через пластину толщиной Ь, Здесь Ь - радиационная длина, Е - энергия электронов, Е - 2 11 эВ. Например, для пластины 81 и Е =ГэВ величина макс - 1-5 см,Излучаемые рентгеновские фотоныс частотами в диапазоне Мо - (д,+ бйЗ)испытывают поглощение в материалепластины, которое определяется линейным коэффициентом поглощения( ( 6 Э ), С учетом этого эффектатолщину пластины целесообразно ограничить как Ь - 1Кроме того, толщина пластиныдолжна удовлетворять условию максимально допустимого изгиба Ь10К,Из этих двух условий выбирают болеежесткое для конкретного случая.Рассмотренная на фиг, 2 схемареализации предлагаемого способасоответствует случаю падения накристалл электронов больших энергийи не может быть использована дляэлектронов малых энергий. Для электронов низких энергий величина 1.аксущественно меньше. Поэтому в данномслучае реализация предлагаемого спосаба приведена на фиг, 3, на которойпучок электронов 2 направляют на поверхность кристаллической пластины1 и отбирают в брэгговских направлениях сфокусированный пучок рентгеновского излучения,492384 Е = 1 ГэВ и получают на расстоянии 00 = 6 см от точки влета электронов в кристалл сфокусиронанный пуформул а изобретения(жеl Составитель Т,ВладимироваТехред Л,Сердюкова Корректор О,Кравцова Редактор С,Патрушева Заказ 3882/52 Тираж 370 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 5П р и м е р. Используем в качестве кристалла - кремний с выбранны. ми кристаллографическими плоскостями (100), Пусть необходимо получить сфокусированный пучок рентгеновского излучения в диапазоне частот 6- 10 кэВ для определения в исследуемом образце концентрации примесных атомов Мп , Со , Еп , энергииюв Ю зовозбуждения К - линий которых равны 6)54 кэВ, 7)71 кэВ: 9,7 кэВ соответственно, Тогда углы между плоскостями (100) и поверхностью пластины должны находиться в диапазоне (30 - 45 ), В монокристалле кремнияйнаходят область требуемых углов и для длины пластины 1. = 3 см пластину вырезают по радиусу К Е/в 1.п 1511,6 см. При этом толщина пластины Ь й 116 мкм, Затем пластину выпрямляют и направляют на ее торец пучок релятивистских электронов с энергией 5чок рентгеновского излучения с частотами в диапазоне (6-10) кэВ,10Способ изготовления фокусируюшего рентгеновское излучение кристалла, заключающийся в том, что кристалл вырезают по дуге окружности В радиуса К, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с целью обеспечения фокусировки различных длин волн, кристалл вырезают так, что кристаллографические плоскости (Ь 11) составляют с поверхностью кристалла углыв диапазоне от 6 до 6 о + 1./К, где1, - длина кристалла, а затем кристалл выпрямляют.