Рентгеновский фокусирующий спектрограф РСК

В предыдущей главе были рассмотрены общие вопросы, связанные с использованием изогнутого цилиндрического кристалла для целей фокусировки рентгеновских лучей. При этом поведение кристалла при изгибе уподоблялось поведению идеально упругой пластины. Такой способ рассмотрения удобен для выяснения наиболее общих, принципиальных вопросов, связанных с работой рентгеновских фокусирующих спектрографов. Однако он не позволяет учесть важных для практики деталей явления, сопровождающих изгиб реальных кристаллов и обусловливающих появление дополнительных по сравнению с теорией усложнений и помех в работе этих приборов. Между тем именно эти явления практически ограничивают возможность эффективного использования в рентгеновских спектрографах изогнутых кристаллов больших размеров и таким образом кладут предел дальнейшему повышению светосилы этих приборов. [c.39]

В настоящее время можно указать относительно небольшое число кристаллов, которые пригодны для практического использования в рентгеновских фокусирующих спектрографах. К их числу относятся в первую очередь слюда, кальцит, гипс, каменная соль и кварц. Иногда используется также топаз. За последние годы была доказана возможность успешного применения и искусственно выращенных монокристаллов алюминия. В большинстве случаев в качестве отражающих плоскостей используется система атомных плоскостей кристалла, параллельная его естественным граням. У слюды таковыми являются плоскости (001), у каменной соли — (100), у гипса — (010), у кальцита — (211), у топаза — (001). При использовании монокристаллов алюминия отражающими плоскостями служат плоскости (111) и (100). [c.78]

Рентгеновский фокусирующий спектрограф РСК-3 [c.99]

Сравнительно небольшая общая длина поглотителя и связанная с этим ограниченность числа его ступеней, укладывающихся на длине спектральной линии в получивших распространение рентгеновских фокусирующих спектрографах, делают необходимым для надежного построения характеристической кривой эмульсии получение набора спектрограмм при различной интенсивности пучка лучей. Каждая из этих спектрограмм может служить основанием для построения разрозненных участков искомой кривой почернения, смещенных относительно друг друга по оси абсцисс (рис. 33). Для получения полной характеристической кривой (кривая /, рис. 33) можно воспользоваться тем, что положение кривой относительно оси абсцисс условно и задано с точностью до постоянной величины. Кривые получают при различной интенсивности начального пучка рентгеновских лучей или, что то же, в течение различного времени экспозиции. [c.40]

Однако при попытке дальнейшего увеличения светосилы фокусирующих спектрографов с изогнутым кристаллом перед исследователями возникли трудности, связанные с изгибом реальных кристаллов в кристаллодержателях рентгеновских спектрографов. Преодоление этих трудностей стало возможным лишь позднее, на основе более глубокого экспериментального изучения этих явлений и после разработки новых методов изгиба кристаллов. Появившиеся при этом возможности повышения светосилы рентгеновских спектрографов [c.6]

Из уравнений (21), (22) и (23) следует, что расширение линий в рентгеновских спектрографах с изогнутым кристаллом в сильной степени зависит от размеров отражающего кристалла (ы и /) и от угла Чем, при прочих равных условиях, меньше размеры кристалла и больше угол ср, тем в меньшей мере ширина линий в этих спектрографах отличается от их естественной ширины. В настоящее время известны два метода повышения разрешающей силы фокусирующих спектрографов с изогнутым кристаллом. Первый из них удобно именовать методом шлифованного кристалла, второй — методом косых плоскостей. [c.29]

Для получения рентгеновских спектров элементов группы редких земель и их анализа в настоящее время обычно используют вакуумные фокусирующие спектрографы с изогнутым кристаллом, работающие на отражение , которые в честь автора, предложившего первый прибор этого типа, часто именуются спектрографами типа Иоганна. В настоящее время в Советском Союзе и за рубежом предложены и применяются несколько конструкций приборов этого типа. [c.151]

Так как незначительность избытка напряжения по сравнению с потенциалом возбуждения для линии гафния (которая даже при У= 18 кв составляет лишь 60% потенциала возбуждения линий) ограничивает величину предела чувствительности этого метода анализа и делает интенсивность j-линии гафния в большей мере, чем это имеет место в других случаях, зависящей от колебаний величины рабочего напряжения на рентгеновской трубке прибора, то при проведении анализа по описываемому методу следует применять специальные меры для уменьшения поглощения лучей на пути от анода рентгеновской трубки к фотопленке и для поддержания постоянства условий возбуждения спектров. Анализ проводится в вакуумной области спектра с помощью фокусирующего спектрографа с изогнутым кристаллом [c.213]

Классический эмиссионный анализ по первичным спектрам заключается в возбуждении образца электронами с энергией 25— 35 Кэв в рентгеновских разборных трубках. Далее при помощи светосильных спектрографов типа спектрографа Иоганна с изогнутым кристаллом кварца или Ь1Р пучок рентгеновского излучения одновременно развертывается в спектр и фокусируется на фотопленку. [c.207]

ФОКУСИРУЮЩИЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРОГРАФЫ С ИЗОГНУТЫМ КРИСТАЛЛОМ [c.8]

ДВА КЛАССА ФОКУСИРУЮЩИХ РЕНТГЕНОВСКИХ СПЕКТРОГРАФОВ [c.8]

При этом (что можно показать геометрически) нормали к отражающим плоскостям в любой точке внутренней поверхности кристалла пересекаются строго в одной точке на окружности изображения. Поэтому на той же окружности должны так же строго фокусироваться и отраженные кристаллом монохроматические рентгеновские лучи. Таким образом, должна осуществляться идеальная фокусировка рентгеновских лучей изогнутым кристаллом. Так как в спектрографе Иогансона дисперсия прибора остается той же, что и при фокусировке по Иоганну, а ширина линий уменьшается, то разрешающая способность приборов этого [c.29]

В ФОКУСИРУЮЩИХ РЕНТГЕНОВСКИХ СПЕКТРОГРАФАХ [c.78]

При изготовлении кристаллических пластинок для фокусирующих рентгеновских спектрографов, кроме ориенти- [c.85]

При работе с фокусирующими рентгеновскими спектрографами следует считаться с возможными искажениями дисперсионной формы спектральных линий из-за неблагоприятных геометрических условий фокусировки и с непостоянством ширины и формы линии по ее длине, вызванной неравномерностью изгиба кристалла в кристаллодержателе прибора. [c.54]

I — четырехгранный анод 2 — катод 3 — фокусирующий цилиндр 4 — тело спектрографа — шлиф 5 —тело рентгеновской трубки 7 — тубус для выпуска рентгеновских лучей 3 —вакуумное уплотнение. [c.136]

Изогнутые кристаллы обычно называют фокусирующими кристаллами, и их применяют д,1Я получения максимальной светосилы рентгеновских спектрографов. Изогнутые кристаллы работают как па отражение, так и па прохождение, и рентгеновское излучение точечного или линейного источника разлагается в линейчатый спектр. Принцип действия изогнутых кристаллов аналогичен принципу действия вогнутых дифракционных решеток в оптической спектроскопии. [c.212]

Мультиплетная структура рентгеновских спектральных линий является наиболее общим типом дефектов линий в рентгеновских фокусирующих спектрографах. Она порождается крупноблочной структурой изогнутой в кристаллодержателе прибора тонкой кристаллической пластинки. Эта структура изогнутого кристалла возникает главным образом из-за недостаточной тщательности обработки двух цилиндрических поверхностей кристаллодержателя, между которыми осуществляется изгиб кристалла. Микроскопические неровности на поверхности кристаллодержателя приводят к появлению в отдельных местах кристалла значительных перенапряжений и способствуют таким образом процессу блокообразования в нем. Поэтому необходимо обратить особое внимание на совершенство обработки поверхности изогнутых шаблонов кристаллодержателя. Эта обработка должна вестись с тщательностью, не уступающей обработке оптических поверхностей. В связи с этим целесообразно изготовление кристаллодержателей из стекла. В этом случае надлежащая обработка рабочих поверхностей кристаллодержателя гораздо легче осуществима, нежели обработка поверхности держателя из металла. [c.67]

Повышенные требования к светосильности и разрешающей силе рентгеновских фокусирующих спектрографов, возникшие в связи с необходимостью решения различных практических и научных задач, приводят к необходимости использовать в спектрографах кристаллы больших размеров при сохранении достаточно совершенной фокусировки спектральных линий. Это, так же как и выводы, следующие из работ, посвященных изучению механизма изгиба кристаллов в широко используемых на практике типах кристаллодержателей, заставили исследователей в последние годы обратиться к поискам новых методов изгиба кристаллов. Было предложено два метода решения поставленной задачи метод изгиба кристалла в кристаллодержателях, поверхность которых специально обрабатывалась с большой степенью тщательности, и метод, основанный на использо- [c.68]

В 1946—1947 гг. к выводам о желательности повышения степени тщательности обработки поверхности шаблонов, на которых осуществляется изгиб кристаллов в кристаллодержателе, в целях увеличения светосилы рентгеновских фокусирующих спектрографов пришел также Дю-Монд. В работе, выполненной совместно с Линдом и Когеном [55], он предложил прецизионный метод обработки изогнутых цилиндрических плоскостей большого радиуса кривизны и применил его [56] для шлифовки поверхностей кристаллодержателя в фокусирующем спектрографе для коротковолновой рентгеновской области и -лучей. Для надлежащей обработки цилиндрических поверхностей металлических шаблонов кристаллодержателя ими также был предложен и осуществлен специальный станок, который благодаря использованию оригинальной кинематической схемы позволял, несмотря на свои относительно небольшие размеры, шлифовать с высокой степенью точности (—2 10 дюйма) цилиндрические поверхности большого, выбираемого по желанию экспериментатора радиуса кривизны. Поверхность отшлифованной в станке по заданному радиусу кривизны металлических шаблонов подвергалась, кроме того, дополнительной обработке. Изгиб плоско-параллельной пластинки кварца толщиной в 1 мм осуществлялся путем ее сжатия между поверхностью выпуклого шаблона и резиновой прокладки, помещенной на поверхность вогнутого шаблона. В этих условиях решающее влияние на характер и качество изгиба кристалла оказывала степень совершенства обработки выпуклой половины кристаллодержателя. В та- [c.73]

Использование описанных в предыдущей главе типов кристаллодержателей с изменяющимся или строго постоянным радиусом кривизны позволяет значительно увеличить действующую поверхность кристалла, участвующего в отражении рентгеновских лучей. Это делает возможным конструирование новых моделей рентгеновских фокусирующих спектрографов с изогнутым кристаллом, обладающих более высокой, чем обычно, светосилой. Работы в этом направлении были начаты автором совместно с К. И. Нарбуттом еще в 1945—1946 гг. Начиная с 1948 г. в них приняли также участие А. Б. Гильварг и Л. М. Беляев. [c.88]

За последние несколько лет были сконструированы две модели рентгеновских фокусирующих спектрографов для вакуумной области спектра (РСД-1 и РСД-2), два спектрографа для невакуумной области спектра (РСК-3 и РСК-5) и рентгеновский спектрометр РСК-4. Приборы предназначались для проведения рентгеноспектральных анализов пли для исследования тонкой структуры рентгеновских спектров. Из числа этих приборов в настоящей главе будут описаны три модели спектрографов, использующиеся в настоящее время в практике научно-исследовательских и заводских лабораторий. [c.88]

Вайнштейн Э. Е. и Нарбутт К. И. О новом типе рентгеновского фокусирующего спектрографа с изогнутым кристаллом. ДАН СССР, 1946, 53, № 8, с. 699—702. Библ. 8 назв. 1834 [c.79]

Сопровождающих изгиб кристалла. Если в процессе деформации имеет место непрерывный (упругий) изгиб отражающих атомных плоскостей кристалла, то, по мере удаления кассеты по обе стороны от фокуса прибора, следует ожидать непрерывного расширения спектральных линий. Наоборот, появление в кристалле в процессе деформации по-разному ориентированных блоков должно привести к разделению спектральной линии на отдельные штрихи, смещенные друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях, которые появляются благодаря отражению рентгеновских лучей от каждого блока в отдельности. На таких рефлексограммах должны найти отражение также изменения в условиях изгиба кристалла, связанные с вариациями в толщине кристалла, радиусе его кривизны и величине сил трения его поверхности о поверхность кристаллодер-жателя. Большая по сравнению с методом Лауэ разрешающая способность фокусирующего спектрографа в сочетании с ее большой светосильностью позволяет регистрировать очень малые повороты отдельных областей кристаллической решетки, сопровождающие изгиб кристалла. Подвергая кристаллы различного рода воздействиям шлифовке, предварительному растяжению или сжатию, растворению с поверхности ИТ. д., можно также зарегистрировать и учесть влияние состояния поверхности исследуемых кристаллов на вид получающихся рентгенограмм. [c.45]

Несомненная связь явлений ложной мультиплетности рентгеновских спектральных линий, наблюдающейся в фокусе спектрографа типа Кошуа, с микроскопической структурой изогнутого отражающего кристалла и зависимость ее от условий, в которых осуществляется изгиб, заставили нас поставить несколько специальных экспериментов для выяснения причин, особенно благоприятствующих процессу блокообразования в кристалле спектрографа, проявляющемуся в виде ложной мультиплетности спектральных линий в таком приборе. Одновременно эти исследования способствовали выяснению путей усовершенствования конструкции кристаллодержателей и созданию таких конструкций, в которых изгиб сопровождался бы минимальным нарушением структуры исходного кристалла, для того чтобы свести к минимуму мультиплетную структуру рентгеновских спектральных линий, служащую помехой при работе с фокусирующими спектрографами. [c.65]

Чистый изгиб прямоугольной пластины был впервые использован Е. С. Федоровым [57] при создании линейки для черчения пологих дуг, носящей с тех пор его имя. Однако мысль о возможности применить аналогичный прием для изгиба кристаллических пластин в светосильных фокусирующих спектрографах возникла относительно недавно. Она была высказана почти одновременно в работах различных исследователей [58, 59, 60], предложивших несколько основанных на этом принципе и весьма близких по конструкции кристаллодержателей. Наиболее полно, однако, этот вопрос был рассмотрен в работе А. Б. Гильварга, который предложил три схемы кристаллодержателей, основанных на принципе чистого изгиба и в большей или меньшей мере пригодных для использования в фокусирующих рентгеновских спектрографах. [c.74]

Одним из важнейших недостатков первичного метода возбуждения рентгеновских лучей является нагревание анализируемого вещества на аноде рентгеновской трубки, которое происходит под влиянием бомбардировки антикатода потоком быстрых электронов. В результате нагревания на аноде происходят испарение, разложение веществ и другие процессы, отрицательно сказывающиеся на результатах анализа. Влияние этих факторов особенно велико при работе с острофокусными рентгеновскими трубками и спектрографами с плоским кристаллом. Применение фокусирующих спектрографов с изогнутым кристаллом, сделавшее возможным эффективное использование при проведении анализа широкофокусных трубок, позволяет резко снизить температуру анода и в большой мере устранить вредные последствия перегрева образца во время анализа. Одиако таким образом не удается полностью избавиться от вредных последствий нагревания исследуемого вещества в процессе его анализа. [c.108]

ВИЯ лучей различных длин волн и других, приводят к тому, что при работе с фокусирующими спектрографами анализ элементов первой половины таблицы Менделеева, от И Ыа до 47 Ag, выгодно проводить по линиям /С-серии, а анализ более тяжелых элементов—с атомными номерами от 40 до 92 — по линиям -серии. Линии УИ-серии используются для аналитических целей редко. Иногда целесообразно их использовать при определении содержания наиболее тяжелых элементов, таких как 90 ТЬ или 92 и. При указанных ограничениях в выборе аналитических линий их потенциал возбуждения никогда не превыщает 20—25 кв для К- и -серии и 5,5 кв для линий 7И-серии, а также обеспечиваются наилучшие условия для фютогра-фической регистрации рентгеновских лучей. Так, применение линий -серии для проведения анализов в длинноволновой области рентгеновского спектра ( 3,5 А) позволяет использовать до 95% падающей на пленку энергии, в то время как для линий /С-серии этот коэффициент не превышает 10-20%. [c.130]

Другой путь количественного изучения эффекта ослабления рентгеновских спектральных линий в длинноволновой области спектра заключается в непосредственном определении интенсивностей аналитических Ь .,- и I,31-линий различных редкоземельных элементов, введенных в равных количествах в искусственно приготовленные эталонные смеси. Несмотря на то, что этот метод связан с предварительной затратой времени на приготовление эталонных смесей элементов, он часто оказывается более удобным. При помощи этого приема в нашей лаборатории (Н. В. Туранской) было проведено экспериментальное изучение эффекта ослабления рентгеновских спектральных линий редкоземельных элементов при работе с вакуумным фокусирующим спектрографом типа Иоганна. Для большей надежности полученных результатов и проверки степени их точности опыты проводились при помощи семи независимо приготовленных стандартных смесей, содержавших оттрехдо девяти редкоземельных элементов. [c.186]

Пусть на изогнутый по цилиндру кристалл или на часть такого кристалла падает из произвольной точки пространства 5 пучок расходяш,ихся монохроматических лучей, который после отражения от кристалла желательно собрать в узкой области пространства около точки Л4. Пусть з,, и 5 — единичные векторы направлений падающего на кристалл и отраженного от него лучей, ар — произвольный единичный вектор, лежащий в плоскости кругового сечения цилиндрически изогнутого кристалла. Можно показать [6], что условием, необходимым для получения максимальной интенсивности отраженного кристаллом пучка лучей в точке наблю 1ения М, является требование компланарности векторов риз — 5о, т. е. требование, чтобы вектор разности 3 — 5(1 лежал в плоскости кругового сечения цилиндрически изогнутого кристалла. Это условие органически связано с характером симметрии задачи о рассеянии рентгеновских лучей цилиндрически изогнутым кристаллом и выражает лишь самые общие—необходимые (но не всегда достаточные) требования к конструкции светосильных фокусирующих рентгеновских спектрографов. Справедливость этого требования, очевидно, не зависит от степени приближения, с которой решается задача о рассеянии рентгеновских лучей изогнутым кристаллом, и, в частности, от того, рассматривается ли тонкий (по сравнению с величиной радиуса кривизны) рассеивающий кристалл как двухмерная или трехмерная совокупность рассеивающих центров. [c.11]

Применительно к фокусирующим рентгеновским спектрографам метод косых срезов кристалла был предложен впервые В. Н. Протопоповым [22]. Суть этого метода может быть пояснена при рассмотрении чертежа, представленного на рис. 6. Отличие рассматриваемого случая от реализующегося обычно в спектрографах типа Иоганна заключается в том, что система отражающих атомных плоскостей кристалла не параллельна его поверхности, а составляет с ней некоторый постоянный угол . В связи с этим симметричный ход лучей в спектрографе нарушается. Падающие на кристалл и отраженные от него лучи составляют неодинаковые углы с поверхностью, а весь спектр, в котором линейные и угловые расстояния между отдельными линиями остаются без изменения, целиком смещается в длинковол-новую область. Геометрическая ширина линий спектра, которая в спектрографе с симметричным ходом лучей вычисляется по формуле Ь tg б, в рассматриваемом случае оказывается меньшей, равной o tg (6-t- ). Это означает, например, что для углов 6, близких к 20°, и при 18° ширина линий в спектрографе с асимметричным ходом лучей будет в два раза меньше, чем в обычном. Так как величина d kjdl для спектрографа не зависит от угла и для любых [c.31]

Рассмотрение соотношения (28) показывает, что при заданных угловом интервале Д9 и величине открытого участка кристалла размер эффективно используемого в спектрографе фокусного пятна рентгеновской трубки тем больше, чем меньше радиус кривизны кристалла. Это соображение следует иметь в виду при решении вопроса об оптимальных размерах приборов, использующихся при проведении рентгеноспектрального анализа. Оно является, в частности, одной из причин, делающих нецелесообразным, при проведении рентгенохимического анализа сложных по составу и недостаточно однородных образцов, использование фокусирующих рентгеновских спектрографов, особенно большой дисперсии, с радиусом кривизны большим, чем 300—500 мм. [c.36]

Наиболее удобным материалом для изготовления кристаллов, необходимых для ремтгеиохимических работ, является кварц. Это объясняется, во-первых, тем, что кварц представляет собой один из наиболее совершенных кристаллов, в котором имеется целая серия плоскостей, удобных для отражения рентгеновских лучей (что позволяет изготовлять из этого кристалла пластины с различными между-атомными расстояниями) во-вторых, удобством обработки этого кристалла и сравнительной его доступностью в-третьих, тем, что вследствие отсутствия совершенной спайности и большой упругости кварцевых пластин их можно легко изгибать без риска вызвать в кристалле остаточные деформации, и, наконец, тем, что поверхность кварцевых пластин практически остается неизменной при изменении температуры и влажности воздуха. Это делает изготовленные из кварца пластины очень стабильными и удобными в эксплуатации. Высокие требования, предъявляемые практикой в отношении точности ориентировки и плоскопараллельно-сти кварцевых пластин, сделали необходимой разработку специальной методики их изготовления и объективного контроля за их качеством [64]. Систематическая работа по налаживанию производства ориентированных кристаллических пластин, пригодных для использования фокусирующих рентгеновских спектрографов с изогнутым кристаллом, у нас в СССР проводилась начиная с 1935 г. в Институте кристаллографии АН СССР А. Б. Гильваргом. [c.79]

Кристаллы, используемые в современных фокусирующих рентгеновских спектрографах, представляют собой плоскопараллельные пластины толщиной в 0,15—0,3 мм, ориентированные соответствующим образом относительно кристаллографических осей кристалла. Обычные размеры пластинки— 20x10 мм . В светосильных спектрографах последних моделей используются кристаллы больших размеров, примерно 50 x 20 мм . Наибольшее применение на практике получили кристаллы кварца со следующими рабочими отражающими плоскостями [c.79]

Гильварг А. Б. Применение чистого изгиба кристаллических пластин в кристалло-держателях для фокусирующих рентгеновских спектрографов. ДАН СССР, 1950, [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология