[实用新型]具有台阶闪烁体的透射柱面弯晶谱仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及射线谱测量仪器设备技术领域，具体涉及一种具有台阶闪烁体的透射柱面弯晶谱仪。

背景技术

晶体谱仪是使用晶体对X射线进行衍射分光、从而实现对X射线谱进行测量的一种设备。透射柱面弯晶谱仪即为其中的一种，从同一点状辐射源发出的复色X射线经柱面弯晶透射分光后，受弯晶的几何会聚作用，某种波长X射线的衍射线会呈线状和关于中心两侧对称分布的特点；而从整体光谱分布来看，距离对称中心较近的是波长较短的X射线。

基于测量需求，传统的透射柱面弯晶谱仪的基本结构包括铅制针孔、柱面弯晶分析器、铅制狭缝、X射线记录设备等。由于通常的X射线记录设备是平面型的，记录面尺寸较为有限，透射柱面弯晶谱仪不能同时兼顾很宽的测谱范围和较高的谱分辨率。故通常通过将X射线记录设备的记录面置于柱面弯晶罗兰圆切线位置，可以平衡测谱范围和谱分辨率。而由布拉格衍射理论表明，如果X射线记录设备的记录面放置在远离罗兰圆的位置，可以有效提高衍射线的谱分辨率，这在相当多的实验场合中是非常有必要的，特别是在需要测量某种特征谱线时更需要。但将X射线记录设备的记录面远离罗兰圆会使测谱范围显著减少，所以传统的透射柱面弯晶谱仪缺乏同时具有高分辨和大谱宽的测量能力，在实际测量过程中，很难满足测量需求。

实用新型内容

有鉴于此，为了能得到高分辨率和大谱宽的测量能力，满足更多场合的测量需求，本实用新型提供了一种具有台阶闪烁体的透射柱面弯晶谱仪。

其技术方案如下：

一种具有台阶闪烁体的透射柱面弯晶谱仪，包括箱体，其关键在于：所述箱体内依次同轴设置有柱面弯晶分析器、后置铅光阑、以及可透光的台阶闪烁体和X射线记录装置；

所述后置铅光阑中部设有狭缝，该狭缝用于阻挡直穿的X射线，而供经柱面弯晶分析器分光的X射线透过；

所述台阶闪烁体靠近后置铅光阑的一端沿其轴向至少设有两级台阶，每个所述台阶的端面均具有将衍射后的X射线的衍射线转化成可见光后，还保持其谱分辨率的晶体薄层。

采用以上结构，X射线光经柱面弯晶分析器的处理后的衍射线透射到台阶闪烁体的台阶上，最后背后端的X射线记录装置记录并测量，由于台阶与柱面弯晶的罗兰圆距离不同，从而可以测得两种不同的分辨率，与柱面弯晶的罗兰圆相近的台阶接收到的衍射线的分辨率较低而测谱范围较宽，与柱面弯晶的罗兰圆较远台阶所接收到的衍射线分辨率较高但侧谱范围较窄，这样设置即可使装置能够测得多种不同的分辨率，而谱宽较大，可以满足更多的测量需求，具有极大的科研应用价值。

作为优选：所述箱体前端还设有前置铅光阑，该前置铅光阑位于柱面弯晶分析器设有柱面弯晶的一侧，并与柱面弯晶分析器同轴设置；该前置铅光阑的中心位置设有中心孔，在中心孔左右两侧对称的设有供X射线通过的通光窗口。采用以上结构，通过中心孔可以指示记录谱仪中心的光轴位置，而由通光窗口的尺寸可以根据需要测量的射线能谱范围来确定，能使测量更精确。

作为优选：所述X射线记录装置包括CMOS相机，该CMOS相机的正面光纤面板紧贴所述台阶闪烁体的后端面。采用CMOS相机记录测量，可以能更加精确进行动态捕捉衍射线，保证结果更准确。

作为优选：所述X射线记录装置还包括相机压板，该相机压板为平板结构，紧贴CMOS相机的背部，并通过四角的压紧螺丝固定在箱体的后端，所述螺栓上套设有弹簧，该弹簧位于相机压板与箱体的侧壁后端之间，所述相机压板上还设有供CMOS相机线缆穿出的通孔。采用以上结构，可以通过轻拧压紧螺丝来压缩弹簧，从而轻推CMOS相机的正面光纤面板与台阶闪烁体的后端平面无缝隙紧贴，不会出现硬接触，延长使用寿命，同时保证测量精度。

作为优选：所述台阶闪烁体为由光纤制成的圆柱状结构，所述台阶为两个，且两个台阶的交界线与弯晶分析器的光轴重合，靠近所述弯晶分析器的一个台阶的端面与柱面弯晶的罗兰圆相切。采用以上方案，可以使两个台阶对称的接收X射线的衍射线，且通过与罗兰圆相切台阶可以得到较为平衡的测谱范围和谱分辨率。

作为优选：所述晶体薄层为碘化铯掺铊晶体，并以柱状结构密布在台阶的端面。采用以上结构，可以将X射线经柱面弯晶后的衍射线转化成可见光，并具有一定空间分辨能力，能更好的保持其分辨率。

作为优选：所述晶体薄层上覆盖有用于隔绝空气的有机薄膜。采用以上结构，可以有效隔绝空气，防止碘化铯掺铊晶体被氧化潮解。

作为优选：所述箱体呈前小后大的长方体形，其前端和后端敞口，其上部顶盖可拆卸地安装。采用以上结构，方便在箱体内安装所需设备，以及快速检测维护。