一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪制造技术

本发明专利技术提出一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪。用毛细管X光透镜会聚同位素放射源衰变时的放出X射线和γ射线，要求放射源做成点状，入射样品的角度一般为45°，并且是一种微束X射线，能够测量几百微米大小的样品，将能量色散X射线荧光技术和毛细管X光透镜技术进行结合，提出一种袖珍式的鉴别试样中元素种类及其含量的低成本、高分辨率的微型X射线荧光谱仪。

X ray fluorescence spectrometer for micro capillary X optical lens focusing isotope radioactive source

The present invention relates to a X ray fluorescence spectrometer with a micro capillary X optical lens focusing isotope radioactive source. By capillary X optical lens radioisotope decay emits X and gamma rays, radioactive source made point, the incident sample point is generally 45 degrees, and is a kind of micro beam X, capable of measuring hundreds of micron sized samples, the energy dispersive X ray fluorescence technique and capillary X optical lens technology combined with the micro X-ray fluorescence X offers low cost, element type and content identification of specimens a pocket in high resolution spectrometer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种X射线荧光谱仪，具体涉及一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪。
技术介绍
能量色散X射线荧光分析是一种无损分析样品中元素种类和含量的分析方法。其原理是利用X射线管或同位素放射源衰变时激发出的X射线或γ射线激发样品中元素，元素的内层电子被激发后，外层电子向内层跃迁发出元素特征的X射线(即X射线荧光)。每一种元素都有其特定能量的特征X射线，通过测定样品中特征X射线的能量，从而实现样品中元素的定性或定量分析。其中，放射性同位素常被用于代替X射线管作为X射线源，其优点是无需电源和高压控制，不需要冷却系统，体积小，轻便。然而，现有的同位素放射源X射线荧要求入射角度很小，例如专利申请201510924378.5，一种基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，一般在零点几个毫弧度；同时要求样品表面很平整，满足入射X射线发生X射线全反射的条件；此外，放射源的强度低，测量时间较长。另外，现有X射线管需要供电电源，不方便野外使用；X射线管在野外容易摔坏；设备体积略大，不方便野外携带。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷和问题，本专利技术提出一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪。用毛细管X光透镜会聚同位素放射源衰变时的放出X射线和γ射线，要求放射源做成点状，入射样品的角度一般为45°，并且是一种微束X射线，能够测量几百微米大小的样品，将能量色散X射线荧光技术和毛细管X光透镜技术进行结合，提出一种袖珍式的鉴别试样中元素种类及其含量的低成本、高分辨率的微型X射线荧光谱仪。本专利技术是通过以下技术方案实现的：包括：直径50微米点状的Am-241同位素放射源，毛细管X光透镜，SDD X射线探测器，样品台，电子学系统，计算机或显示屏和存储卡；所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源位于样品台的左侧的斜上方，与水平面成45度角，所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源发出的X射线和γ射线通过毛细管X光透镜以45度的角度照射在所述样品台上的待探测样品上；所述SDD X射线探测器位于所述样品台的右侧的斜上方；从样品激发出的元素特征X射线进入SDD X射线探测器和电子学系统后在计算机或显示屏显示或直接保存在存储卡中。所述毛细管X光透镜长度L为121.2mm；所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源距离毛细管X光透镜前端距离为42.5mm；所述毛细管X光透镜后端距离样品为27.6mm。进一步地，所述点状的Am-241同位素放射源衰变是放射出的13.90keV能量的X射线经毛细管X光透镜会聚成直径微米级的X射线束后照射在样品上，同时能量为59.54keV的γ射线能直接穿透毛细管X光透镜进而激发样品中元素。本专利技术提供技术方案的有益效果是：使用同位素放射源，放射源做成点状，无需电源，使用方便；同位素放射源放射的X射线能量单一，降低本底；通过多毛细管X光透镜进行聚焦，提高X射线光强；提高谱仪的分辨率。附图说明图1是微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪结构图主要附图标记说明：1，同位素放射源；2，毛细管X光透镜；3，被测试样品；4，SDD X射线探测器；5，电子学系统；6，计算机或显示屏和存储卡具体实施方式参见附图1，本专利技术用直径50微米点光源的Am-241同位素放射源(半衰期为432.2年)作为X射线源，通过毛细管X光透镜会聚Am-241同位素放射源衰变放出的13.90keV能量的X射线，同时能量为59.54keV的γ射线能直接穿透毛细管X光透镜进而激发样品中元素。毛细管X光透镜会聚增强能量13.90keV的X射线强度，将能量色散X射线荧光技术和毛细管X光透镜技术进行结合，本专利技术由直径50微米点状的Am-241同位素放射源、毛细管X光透镜、SDD X射线探测器三部分构成。Am-241同位素放射源衰变时放出的X射线经毛细管X光透镜会聚或穿透后，激发样品中元素特征X射线，由能量色散的SDD X射线探测系统进行元素种类的识别。本专利技术采用如图1所示的解决方案，点状的Am-241同位素放射源1衰变是放射出的13.90keV能量的X射线经毛细管X光透镜2会聚成直径微米级的X射线束后照射在样品3上，同时能量为59.54keV的γ射线能直接穿透毛细管X光透镜进而激发样品中元素；样品中激发出来的元素特征X射线被SDD X射线探测器4探测，信号经过电子学系统5处理后，显示在显示屏或直接保存在存储卡6中。所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源位于样品台的左侧的斜上方，与水平面成45度角，所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源发出的X射线和γ射线通过毛细管X光透镜以45度的角度照射在所述样品台上的待探测样品上；所述毛细管X光透镜长度L为121.2mm；所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源距离毛细管X光透镜前端距离为42.5mm；所述毛细管X光透镜后端距离样品为27.6mm。本谱仪能够测量几百微米大小的样品，是一种微束X射线出的X射线荧光谱仪。以上所述，仅为本专利技术的优选实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本专利技术的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪，其特征在于，包括：直径50微米点状的Am‑241同位素放射源，毛细管X光透镜，SDD X射线探测器，样品台，电子学系统，计算机或显示屏和存储卡；所述直径50微米点状的Am‑241同位素放射源位于样品台的左侧的斜上方，与水平面成45度角，所述直径50微米点状的Am‑241同位素放射源发出的X射线和γ射线通过毛细管X光透镜以45度的角度照射在所述样品台上的待探测样品上；所述SDD X射线探测器位于所述样品台的右侧的斜上方；从样品激发出的元素特征X射线进入SDD X射线探测器和电子学系统后在计算机或显示屏显示或直接保存在存储卡中。所述毛细管X光透镜长度L为121.2mm；所述直径50微米点状的Am‑241同位素放射源距离毛细管X光透镜前端距离为42.5mm；所述毛细管X光透镜后端距离样品为27.6mm。

【技术特征摘要】
1.一种微型毛细管X光透镜聚焦同位素放射源的X射线荧光谱仪，其特征在于，包括：直径50微米点状的Am-241同位素放射源，毛细管X光透镜，SDD X射线探测器，样品台，电子学系统，计算机或显示屏和存储卡；所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源位于样品台的左侧的斜上方，与水平面成45度角，所述直径50微米点状的Am-241同位素放射源发出的X射线和γ射线通过毛细管X光透镜以45度的角度照射在所述样品台上的待探测样品上；所述SDD X射线探测器位于所述样品台的右侧的斜上方；从样品激发出的元素特征X射线进入SDD X射线探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：段泽明，程琳，王君玲，李融武，潘秋丽，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11