10.02.2013
216.012.245f

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения включает герметичный корпус, в котором расположены каналы регистрации, каждый из которых включает в себя последовательно размещенные по направлению излучения входную щель, селективный фильтр, область, ограниченную двумя зеркалами полного внешнего отражения (ПВО), и регистратор рентгеновского излучения, при этом каналы регистрации размещены квазипараллельно, при этом зеркала ПВО объединены в пакет общим корпусом, входная щель является общей для всего пакета, а в качестве регистратора рентгеновского излучения используют фоторегистратор либо ПЗС-матрицу. Технический результат: повышение спектральной избирательности прибора, обеспечение удобства эксплуатации спектрометра за счет взаимозависимой юстировки каналов регистрации спектрометра на источник излучения, а также компактность устройства и снижение массогабаритных характеристик за счет снижения количества крепежных элементов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения, генерируемого плазменными образованиями, источниками рентгена с широким спектральным диапазоном, и может быть использовано в научных и прикладных задачах, например в области термоядерных исследований или при разработке источников рентгеновского излучения для литографических систем и т.п.

Известен спектрометр рентгеновского излучения [Патент RU 2177629, «Спектрометр рентгеновского излучения», МПК: G01T 1/36, опубл. 27.12.2001 г., авторы: Шалата Ф.Г., Эльяш С.Л. и др.], включающий составной корпус, состоящий из двух частей, селективные краевые фильтры рентгеновского излучения, расположенные в сквозных ячейках и зафиксированные прижимной пластиной, регистраторы рентгеновского излучения в виде термолюминесцентных детекторов, закрепленных на пробках. Представленный спектрометр служит для измерения спектральной характеристики, либо пространственного распределения рентгеновского излучения в заданной области спектра. Формирование сигнала происходит с помощью селективного краевого фильтра и детектора.

Недостатком данного устройства является невозможность определения пространственной яркости источника излучения из-за отсутствия системы перепроецирования изображения и низкая спектральная избирательность из-за наличия в сигнале детектора вклада от квантов с энергией выше окна пропускания краевого фильтра.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому устройству является широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения [«DMX: An absolutely calibrated time-resolved broadband soft x-ray spectrometer designed for MJ class laser-produced plasmas», J.L.Bourgade, B.Villette, J.L.Bocher and others, Review of scientific instruments, Vol.72, No.1, Jan 2001, p.1173-1182], который выбран в качестве прототипа и включает в себя герметичный корпус, в котором радиально размещены 12 каналов регистрации, каждый из которых состоит из коллимирующей щели, двух зеркал полного внешнего отражения (ПВО), селективного краевого фильтра, расположенного в сквозной ячейке перед зеркалами ПВО, и регистратора рентгеновского излучения, расположенного на выходе канала регистрации. В качестве регистратора рентгеновского излучения служит вакуумный рентгеновский диод (ВРД). Спектрометр служит для измерения спектрально-временной характеристики рентгеновского излучения. Формирование временного сигнала обеспечивается за счет ВРД, а разделение излучения на спектральные составляющие осуществляется зеркалами ПВО и селективными краевыми фильтрами.

Недостатком прототипа являются:

- невозможность регистрации пространственной яркости источника рентгеновского излучения из-за отсутствия схемы перепроецирования изображения и использование ВРД, не позволяющего регистрировать пространственное распределение;

- недостаточная спектральная избирательность каналов из-за однократного отражения рентгеновского излучения от зеркал ПВО;

- сложность в эксплуатации, требующей настройки каждого канала регистрации в отдельности;

- высокие массогабаритные характеристики.

Решаемая задача - создание новой конструкции спектрометра для получения информации о спектральной яркости рентгеновского источника в различных его пространственных точках в диапазоне энергий квантов от 0,05 кэВ до 12 кэВ с одномерным пространственным разрешением.

Технический результат заключается в обеспечении возможности получения пространственно-спектральной характеристики свечения источника рентгеновского излучения.

Дополнительным техническим результатом является повышение спектральной избирательности прибора; обеспечение удобства эксплуатации спектрометра за счет взаимозависимой юстировки каналов регистрации спектрометра на источник излучения; компактность устройства и снижение массогабаритных характеристик за счет снижения количества крепежных элементов.

Технический результат достигается тем, что широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения включает в себя герметичный корпус, в котором расположены каналы регистрации, каждый из которых включает в себя последовательно размещенные по направлению излучения входную щель, селективный фильтр, область, ограниченную двумя зеркалами полного внешнего отражения (ПВО), и регистратор рентгеновского излучения.

Новым является то, что каналы регистрации размещены квазипараллельно, при этом зеркала ПВО объединены в пакет общим корпусом, входная щель является общей для всего пакета, а в качестве регистратора рентгеновского излучения используют фоторегистратор, либо ПЗС-матрицу. Кроме этого, устройство дополнительно может содержать нулевой канал регистрации, а герметичный корпус может быть прикреплен к камере взаимодействия.

Размещение каналов регистрации квазипараллельно позволяет рентгеновскому излучению испытывать многократные отражения в области, ограниченной двумя зеркалами ПВО, что увеличивает спектральную избирательность каналов; а также использовать только одну щель для регистрации одномерного пространственно-спектрального изображения.

Объединение зеркал ПВО в пакет с общим корпусом дает возможность регистрировать одномерное изображение источника рентгеновского излучения из одного пространственного положения; уменьшает габариты конструкции, обеспечивая удобство эксплуатации за счет взаимозависимой юстировки каналов.

Наличие для всего пакета общей входной щели осуществляет построение одномерного изображения рентгеновского источника на регистраторе, обеспечивает удобство эксплуатации и улучшает массогабаритные характеристики.

Использование в качестве регистратора рентгеновского излучения фоторегистратора либо ПЗС-матрицы позволяет получить регистрацию пространственного распределения спектральной яркости источника.

Дополнительное снабжение устройства нулевым каналом регистрации позволяет обходиться без дополнительных систем для юстировки, что снижает массу и габариты устройства.

Прикрепление герметичного корпуса к камере взаимодействия позволяет повысить удобство эксплуатации за счет облегчения юстировки прибора.

Конструкция широкополосного спектрометра мягкого рентгеновского излучения представлена на фиг.1, где 1 - источник рентгеновского излучения, 2 - рентгеновское излучение, 3 - входная щель, 4 - держатели селективных краевых фильтров, 5 - селективные краевые фильтры, 6 - объединенные в пакет зеркала ПВО, 7 - регистратор рентгеновского излучения, 8 - нулевой канал регистрации, 9 - общий корпус, 10 - герметичный корпус, 11 - камера взаимодействия, 12 - держатель с подвижками.

На фиг.2 приведены спектральные характеристики каналов прибора; на фиг.3 показана модель сложного лазер-плазменного источника, состоящего из двух плазменных источников, разнесенных в пространстве; на фиг.4 дана полученная спектрограмма с помощью фотопленки марки УФ-4; на фиг.5 представлены восстановленные спектральные яркости верхнего и нижнего источников рентгеновского излучения.

В представленном варианте реализации устройство включает в себя герметичный вакуумный корпус цилиндрической формы, выполненный из нержавеющей стали, который вакуумноплотно прикреплен к камере взаимодействия, в которой размещен источник рентгеновского излучения. В герметичном корпусе расположены по направлению излучения: входная щель, состоящая из двух стальных ножей толщиной 200 мкм и щелью 20 мкм между ними; селективные фильтры (в том числе краевые K-, L-типа), приклеенные на держателе фильтров, который, в свою очередь, закреплен на общий корпус из алюминия, в котором собраны в пакет зеркала ПВО, изготовленные из плоского оконного стекла, получаемого методом горячего разлива по поверхности расплавленного олова; и регистратор рентгеновского излучения. Зеркала ПВО расположены квазипараллельно в общем корпусе под требуемым определенным углом. Для одновременной юстировки всех зеркал ПВО дополнительно использован нулевой канал регистрации, расположенный также в пакете. Общий корпус прикреплен к герметичному с помощью держателя с подвижками. В качестве регистратора рентгеновского излучения используют кассету с рентгеновской фотопленкой марки УФ-4, с помощью которой получают изображение источника. Кассета крепится с помощью прижимных пластин к выходу пакета. Сам же пакет, размещенный внутри герметичного корпуса, прикреплен на держателе с подвижками, позволяющем осуществлять наклон пакета в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на углы до 10 градусов.

Устройство работает следующим образом. Спектрометр крепится к камере взаимодействия 11, в которой расположен источник рентгеновского излучения 1. Расстояния между источником рентгеновского излучения 1, входной щелью 3 и регистратором рентгеновского излучения 7 выбираются таким образом, чтобы обеспечить необходимое пространственное разрешение. Зеркала ПВО 6 располагаются в общем корпусе 9 таким образом, чтобы обеспечить заданные углы падения рентгеновского излучения 2 на них, для осуществления спектральной селекции. В общий корпус 9 устанавливается нулевой канал регистрации 8, для последующей юстировки всего пакета зеркал ПВО 6. Общий корпус 9 юстируется с помощью держателя с подвижками 12 таким образом, чтобы рентгеновские кванты, испущенные из центральной области рентгеновского источника 1, пройдя сквозь входную щель 3 и отразившись от зеркал ПВО 6, попадали бы в центральную область регистратора рентгеновского излучения 7. Подбором толщин фильтров 5, устанавливаемых на держателе 4, добиваются необходимых плотностей энергии рентгеновского излучения 2 в области регистратора рентгеновского излучения 7 для каждого канала. Когда установка прибора и его юстировка завершены, крышка герметичного корпуса 10 закрывается. В случае использования в качестве регистратора рентгеновского излучения 7 фотопленки, после проведения эксперимента крышка герметичного корпуса 10 открывается, и происходит смена фотопленки в кассете. По полученным сигналам с регистратора рентгеновского излучения 7 строится пространственно-спектральная зависимость распределения яркости источника рентгеновского излучения 1.

Проведена конструкторская проработка и создан спектрометр. В результате экспериментальных исследований были получены пространственно-спектральные характеристики лазерной плазмы, плазмы Z-пинча и сильноточной рентгеновской трубки. Регистрируемый спектральный диапазон располагается от 60 эВ до 12 кэВ. Спектральная ширина каждого канала составляет Е/ΔЕ≈5. С помощью прибора было получено одномерное пространственное изображение лазер-плазменного источника с разрешением 20 мкм. В настоящее время разработанный прибор успешно применяется в процессе исследований параметров плазмы и в силу своей компактности облегчает его использование в различных условиях применения.


ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 541 items.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d9b

Шланговый гамма-дефектоскоп

Использование: для радиографического контроля промышленных изделий. Сущность: заключается в том, что шланговый гамма-дефектоскоп для радиографического контроля промышленных изделий содержит оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473073
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de3

Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов

Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов включает сорбцию радионуклидов, обработку реагентами при комнатной температуре, осаждение осадка при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473145
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2360

Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии высокопористых керамических материалов и предназначено для использования непосредственно для фильтрации и адсорбции газообразных радиоактивных и вредных веществ в условиях высоких температур (свыше 1000°С) и химически агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474558
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28bf

Блок трансформаторной развязки

Изобретение относится к области схемотехники. Техническим результатом является передача сигналов с меньшей длительностью. Блок трансформаторной развязки содержит генератор импульсов 5, первый трансформатор 14, первый резистор 6 и второй резистор 30, первый диод 22, трансформаторы 15, 16, 17,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475951
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2bb1

Способ запуска пиротехнических устройств и устройство для его осуществления

При запуске пиротехнических устройств объекта передают сигнал от полесоздающего устройства, размещенного вне объекта, через полевоспринимающее устройство на объекте на электровоспламенители пиротехнических устройств. Пиротехнические устройства размещают на объекте в виде ракетного поезда, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476712
Дата охранного документа: 27.02.2013
Showing 1-10 of 416 items.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d9b

Шланговый гамма-дефектоскоп

Использование: для радиографического контроля промышленных изделий. Сущность: заключается в том, что шланговый гамма-дефектоскоп для радиографического контроля промышленных изделий содержит оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473073
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de3

Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов

Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов включает сорбцию радионуклидов, обработку реагентами при комнатной температуре, осаждение осадка при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473145
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2360

Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии высокопористых керамических материалов и предназначено для использования непосредственно для фильтрации и адсорбции газообразных радиоактивных и вредных веществ в условиях высоких температур (свыше 1000°С) и химически агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474558
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28bf

Блок трансформаторной развязки

Изобретение относится к области схемотехники. Техническим результатом является передача сигналов с меньшей длительностью. Блок трансформаторной развязки содержит генератор импульсов 5, первый трансформатор 14, первый резистор 6 и второй резистор 30, первый диод 22, трансформаторы 15, 16, 17,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475951
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2bb1

Способ запуска пиротехнических устройств и устройство для его осуществления

При запуске пиротехнических устройств объекта передают сигнал от полесоздающего устройства, размещенного вне объекта, через полевоспринимающее устройство на объекте на электровоспламенители пиротехнических устройств. Пиротехнические устройства размещают на объекте в виде ракетного поезда, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476712
Дата охранного документа: 27.02.2013

Похожие РИД в системе