使用Ｘ光透镜的Ｘ射线荧光分析仪制造技术

一种使用Ｘ光透镜（Ｘ光聚束器）的Ｘ光荧光分析仪。Ｘ光透镜使Ｘ光管发射的较大立体角内的Ｘ射线聚焦成直径为毫米至微米的微束斑，提高了束斑的功率密度，相对减少了Ｘ光源的功率，节省能源。微束斑可以用于测定样品内元素的空间分布。由于Ｘ光透镜减少了高能Ｘ射线散射造成的本底，提高了信噪比，从而大大提高了仪器的探测极限。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测定试样中元素含量的X射线荧光分析仪。X射线荧光分析(XRF)是一种元素含量分析的重要手段，在物理、化学、化工、冶金、生物、医学、地学、材料科学、航天航空和微电子等诸多科研或工业领域里得到广泛的应用。近年来，为了增大信噪比、提高灵敏度和分析速度、进行微区分析等，在技术上取得了一些进展。主要有三种方法一是利用极化X光，初始X光打到晶体极化片上，产生极化X光，此极化X光打到样品上，激发出特征X射线，探头平面的法线方向与打到样品上的极化X光的极化方向平行，极化X光不可能在此方向上传播，因此减少了入射X光对样品发射的特征X光的干扰。参看对比文献〈ENERGY-DISPERSIVE FLUORESENCE ANALYSIS USING BRAGG-REFLECTED PORARIZED X-RAYS〉，H.Aiginger，P.Wobrauschek and C.Brauner，NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS120(1974)，541－542。二是利用全反射原理，使入射的X光通过两个0.05mm的限制缝，形成细束，以相对于样品平面很小的入射角打到样品反射器上，又全反射出去，减少了初始入射X光造成的散射本底。参看对比文献〈TOTAL REFLECTION X-RAYFLUORESENCE ANALYSIS WITH POLARIZED X-RAYS，A COMPACT ATTACHMENT UNIT，ANDHIGH ENERGY X-RAYS〉，Peter Wobrauschek and Peter Kregsamer，SPECTROCHIM.ACTA 44B，No.5，453－460，(1989)。但是，以上两种方法打到样品上的X射线强度很弱，也不能进行微区分析。三是同步辐射X射线荧光分析，同步辐射X射线是极化光，强度大，准直性好，可以提高灵敏度和减少本底，如用光栏限制而得到微米束，还可进行微区分析。但是，产生同步辐射的装置，如同步加速器，价格昂贵，难以用作常规分析手段。本专利技术的目的是提供一种利用“X光聚束系统”(即X光透镜)的新型X射线荧光分析装置。由于X光聚束系统可以将发散的X射线会聚成很小的束斑，大大提高了X光的功率密度，从而提高了分析灵敏度，并且又可减少X光管的功率，节省电能。由于X光透镜有一定的通频带，可以选择分析时的最佳X光波段，从而卡掉高能X光引起的本底，提高分析灵敏度，扩展探测极限。会聚成很小束斑的X光可以用于微区分析，获得样品里元素空间分布的信息。装置的结构简单，造价不高，便于使用和普及。本专利技术是一种使用X光透镜(X光聚束器)的X射线荧光分析(XRF)仪。其中的X光透镜由X光导管组成。光导管是空心细管。光导管有单管和复合管两种，单管是一根空心细管，复合管则由数十根到上千根单管构成。首先，自X光管的阳极(1)发射的X光中相当大立体角的X光被X光透镜(2)收集和会聚，形成微束斑，束斑直径数毫米以下，甚至达数十微米，可以进行微区分析，测定样品中各种元素的空间分布。其次，由于X光透镜收集了大量发散的X光，会聚成微束斑，束斑的功率密度很大，比普通X光荧光分析仪的束斑功率密度大一千到一百万倍。因此，与普通X光荧光分析仪相比，如取同样分析速度和分析极限，则X光管的功率可以减小一百到一千倍。既降低了成本又减少了对环境的X光污染。第三，由于X光透镜有一定的工作波段，设计时可以预先选定，高于预定波段能量上限的X光将不被聚焦，低于预定波段能量下限的X光则会在空气中和光导管管壁上被吸收。从而减少了高能X光散射造成的本底，提高了信号本底比，大大提高了仪器的探测极限，例如，铜、铁和锌的探测极限可达1.0ng－0.1ng。下面是实施例实施例之一附图说明图1(a)是一种使用X光透镜的X射线荧光分析仪。自X光管的铜阳极(1)出射的X光被X光透镜(2)收集和会聚，聚焦点在被测样品(3)上，形成直径数毫米以下的微束斑，样品平面与入射X光成45度角，样品(3)中的元素被激发后发射的特征X光沿着与入射X光束成90度的方向射到探测器(4)上，经放大和计算机多道分析器进行分析和贮存。X光透镜由复合X光导管组成，光导管内径0.4毫米。透镜长459毫米，最大直径47毫米，收集角约23度。透镜左焦距为10毫米，右焦距为30毫米。X光传输的能量范围大约在5keV－15keV之间。经透镜聚焦后的X光束斑直径0.5毫米。实验表明，经X光透镜聚束后，焦点处X光的功率密度增强了一万倍。实施例之二图1(b)是在上述实施例的基础上，增加第二X光透镜(5)。这个透镜将样品发射的特征X光收集和会聚到探测器上，进一步提高探测灵敏度。权利要求1.一种用于测定样品中元素含量及其空间分布的仪器，该仪器由X光管、样品底衬、探测器、放大器和计算机多道分析器等组成，其特征在于利用一个或一个以上的X光透镜(即X射线聚束器)将入射的X光或/和从样品出射的特征X光会聚起来。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在X光管与样品之间增加了由大量光导管组成的X光透镜。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在样品与探测器之间增加了由大量光导管组成的X光透镜。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在X光管与样品之间以及在样品与探测器之间增加了X光透镜。专利摘要一种使用X光透镜(X光聚束器)的X光荧光分析仪。X光透镜使X光管发射的较大立体角内的X射线聚焦成直径为毫米至微米的微束斑，提高了束斑的功率密度，相对减少了X光源的功率，节省能源。微束斑可以用于测定样品内元素的空间分布。由于X光透镜减少了高能X射线散射造成的本底，提高了信噪比，从而大大提高了仪器的探测极限。文档编号G01N21/64GK2145381SQ9320063公开日1993年11月3日 申请日期1993年1月19日 优先权日1993年1月19日专利技术者颜一鸣 申请人:北京师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测定样品中元素含量及其空间分布的仪器，该仪器由Ｘ光管、样品底衬、探测器、放大器和计算机多道分析器等组成，其特征在于利用一个或一个以上的Ｘ光透镜（即Ｘ射线聚束器）将入射的Ｘ光或／和从样品出射的特征Ｘ光会聚起来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜一鸣，丁间良，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]