NL8420021A - Stralingsbron. - Google Patents

Description

Q K O Γψ C» " , 1 Ο *ϊ v ----- * VO 6588 Stealingsbron.

De uitvinding heeft betrekking op het opwekken van straling.

Hierbij omvat de straling fototonea (zoals röntgenstralen en licht) en elektronen. Bij een bijzonder gunstige toepassing voorziet de uitvinding in een inrichting voor het opwekken van röntgenstralen.

5 Röntgenstralingsbronnen, welke het meest worden gebruikt, be staan uit twee typen, nl. radioisotoopbronnen en röntgenstralenbuizen.

Radioisotoop-röntgenstralenbronnen bestaan uit kleine ingekap-selde hoeveelheden radioactieve materialen, welke röntgenstralen en/of gammastraling met geringe energie emitteren. Sommige radioisotoop-10 röntgenstralingsbronnen emitteren ook straling met grotere energie.

De hoeveelheden radioactieve materialen, welke worden gebruikt, variëren van fracties van een microgram tot enige grammen. Dergelijke bronnen hebben een eenvoudige constructie, zijn compact en vereisen voor het bedrijven daarvan geen uitwendige voedingsbronnen. Het stealings— 15 uitgangssignaal i$ zeer stabiel, doch neemt over een periode in een bekende mate af, overeenkomstig de halveringstijd van het actieve isotoop. De inkapseling is in het algemeen voldoende om ervoor te zorgen, dat de bron onder normale bedrijfsomstandigheden in het laboratorium en in de industrie· veilig is.

20 De bij radioisotoop-röntgenstralingsbronnen gebruikte isotoop wordt gekozen uit ongeveer 12 radioisotopen, welke röntgenstraling en/of gammastraling met geringe energie emitteren, waarbij praktisch geen gammastraling met grotere energie aanwezig is. Derhalve is de keuze van stralingsenergieën voor dergelijke bronnen beperkt. Het stralings-25 uitgangssignaal wordt bepaald door de massa in de bron en de activiteit per eenheid van massa van het ingekapselde materiaal. In de praktijk evenwel hebben deze beide grootheden bovengrenzen, zodat het maximaal beschikbare uitgangssignaal van een radioactieve bron ook is beperkt.

Radioisotoop-röntgenstralingsbronnen zijn in het algemeen duur 30 en worden door slechts een paar fabrikanten vervaardigd.

Een röntgenstralenbuis bestaat in wezen uit een luchtledig omhulsel, waarin een elektronenbron (of kathode) en een teefelektrode (of anode) zijn ondergebracht. De trefelektrode emitteert de röntgenstralen wanneer deze door elektronen worden, gebombardeerd tengevolge van het 35 spanningsverschil, dat tussen de elektronenbron en de teefelektrode '84 20 0 2 1 -2-

4 'I

wordt aangelegd. De elektronen worden gewoonlijk door thermionische emissie opgewekt, waarbij de kathode uit een gloeidraad bestaat. Echter worden koude kathoden (ook "veldemissiekathoden” genoemd) gebruikt in die gevallen, waarin een kleine elektronenstroom acceptabel is of waar-5 bij een of een paar korte salvo's van een grote elektronenstroom voldoende zijn (zoals bij flitsröntgenstralingsbuizen).

De uitgangsstraling van een röntgenstralenbuis wordt bepaald door factoren, zoals de elektronenstroom, het spanningsverschil tussen de kathode en de anode, en het atoomnummer van het materiaal van de 10 trefelektrode. Het energiespectrum van de geëmitteerde straling wordt ook door deze factoren bestuurd. In het algemeen is het uitgangssignaal van een röntgenstralenbuis veel groter dan de uitgangssignalen, welke beschikbaar zijn bij radioisotoopbronnen (tot enige orden van grootte meer), en kan het energiespectrum van de geëmitteerde straling 15 binnen ruime grenzen worden geregeld.

Röntgenstralenbuizen zijn evenwel gewoonlijk volumineuze onderdelen en zelfs de kleinste buizen hebben een diameter van 50 - 100 mm en een lengte van ongeveer 200 mm. Zij vereisen een uitwendige voedingsbron en moeten worden gekoeld om de door de gloeidraad en de trefelek-20 trode opgewekte· warmte af te voeren.

Een ander probleem dat zich bij röntgenstralenbuizen voordoet is dat zij dikwijls na betrekkelijk korte gebruiksperioden falen om een' door warmte veroorzaakte reden, zoals een gasevolutie uit de trefelektrode of een verdamping of wegbranden van het gloeidraadmateriaal.

25 Röntgenstralenbuizen met koude kathode zijn niet onderhevig aan thermische beschadiging doch vertonen dikwijls een snelle reductie van het uitgangssignaal tengevolge van het stomp worden van, de erosie van, of andere veranderingen in de puntige uiteinden van de veldemitterende kathode daarvan.

30 De uitvinding beoogt te voorzien in een betrouwbare en robuuste stralingsbron, die over een lange periode een stabiel uitgangssignaal levert en welke met betrekkelijk geringe kosten kan worden vervaardigd.

Dit doel wordt bereikt door gebruik te maken van een tot nu toe onverwachte eigenschap van poederdispersies van het type, dat soms 35 wordt gebruikt voor het neerslaan van metaaldampen op uit deeltjes bestaande substraten. Voorbeelden van dergelijke dispersies zijn beschre- 8420021 «.· 4 -3- ven in. de Australische octrooiaanvrage No. 69790/81. Zij worden verkregen door een poeder op een in het algemeen vlakke en horizontaal opgestelde anode in een vacuümkamer te brengen en tussen de anode en een kathode, eveneens in de vacuümkamer welke daarboven is gemonteerd, een 5 hoge spanning aan te leggen. Het poeder wordt tussen de anode en de kathode direkt in suspensie gebracht. Om dergelijke gesuspendeerde deeltjes als bekleding te gebruiken, worden in de vacuümkamer dampen met hoge temperatuur opgewekt, meer in het bijzonder door een verhitting tengevolge van een elektronenbombardement.

10 Bij proeven bij een metaalbekleding van poeders, is verrassender- wijze gebleken, dat bij de uitrusting, welke werd gebruikt wanneer op het poeder de bekleding werd aangebracht, soms röntgenstralen werden aangetoond. Ofschoon poederdispersiemethoden bekend zijn, is in de wetenschappelijke literatuur niet gesproken over het waarnemen van de 15 emissie van röntgenstralen of een andere straling uit de gedispergeerde poeders. Vervolgens is vastgesteld, dat de vorming van dampen bij hoge temperatuur geen voorvereiste was voor het ontstaan van röntgenstralen of een andere straling,* de straling werd geëmitteerd wanneer het poeder tussen de elektroden werd gedispergeerd mits de druk waarbij 20 de dispersie plaatsvindt, voldoende laag is. Dit heeft ertoe geleid, dat dit type uitrusting - zonder de vorming van dampen bij hogere temperatuur - de basis kon vormen voor een praktische stralingsbron.

Derhalve omvat volgens één aspect van de uitvinding een stralingsbron ten minste twee elektroden, welke zijn opgesteld in een leeg 25 te pompen kamer, waarbij één van de elektroden boven de andere elektrode is opgesteld, een hoeveelheid poeder van ten minste één geleidend of half-geleidend materiaal, dat op de onderste elektrode wordt ondersteund wanneer het potentiaalverschil tussen de elektroden kleiner is dan de waarde van het potentiaalverschil, waarbij het minimale disper— 30 sieveld voor het poeder wordt opgewekt, en organen, welke het mogelijk maken straling uit het gebied tussen de elektroden naar de buitenzijde van de kamer over te dragen, waarbij wanneer de kamer tot een druk van ongeveer 10 ^ torr of minder wordt geëvacueerd en het potentiaalverschil tussen de elektroden een waarde heeft, welke groter is dan de 35 waarde, waarbij het minimale dispersieveld voor het poeder optreedt, ten minste een deel van het poeder tussen de elektroden wordt gedisper- ’ 8420021 ! $ 3 -4- geerd en in de kamer straling wordt opgewekt, welke straling via de genoemde organen, welke de overdracht van straling mogelijk maken, wordt overgedragen.

De onderste van de twee elektroden is tot nu toe gewoonlijk de 5 anode geweest, wanneer dispersies van deeltjesmateriaal zijn gevormd, doch de uitvinding vereist niet, dat de onderste elektrode de anode is.

De onderste elektrode kan een in hoofdzaak planair bovenvlak hebben of kan schotelvormig zijn en een ondiep concaaf oppervlak bezitten.

10 Het oppervlak van de bovenste elektrode, dat naar de onderste elektrode is gekeerd, kan elke geschikte vorm hebben. Zo kan dit oppervlak bijvoorbeeld een planair oppervlak zijn of een oppervlak zijn, dat een aantal puntige uitsteeksels bezit.

Voor sommige toepassingen van de uitvinding zullen de elektroden 15 beide worden ondergebracht in een cilinder, waarvan ten minste een deel voor straling transparant is, en zullen zij zich over in hoofdzaak de gehele cilinder uitstrekken, zodat de cilinder een laterale beweging van het poeder, dat in de kamer is gedispergeerd, zal beperken.

Met de grondgedachte van de stralingsbron en de theoretische toe— 20 lichting op de. werking· daarvan (welke later zal worden gegeven), wordt het moge lijk bepaalde bronnen met een gewenste straling te verschaffen, en wel de volgende: a) Remstralingsbronnen (bronnen van "witte" straling) - door ervoor te zorgen, dat of de spanning over de elektroden onvoldoende is • 25 om de karakteristieke röntgenstralen van het poedermateriaal te verschaffen of de poedersamenstelling zodanig is, dat slechts karakteristieke röntgenstralen met geringe energie, die niet door het omhulsel van de bron worden overgedragen, optreden.

b) Karakteristieke röntgenstralenbronnen -. door ervoor te zorgen, 30 dat het spanningsverschil tussen de elektroden voldoende is om de karakteristieke röntgenstralen van het poedervormige materiaal naast de rem-straling op te wekken.

c) Lichtbronnen - door het toe te staan, dat de opgewekte röntgenstralen een fosfor, zoals zinksulfide, bestralen, welke zich binnen of 35 buiten de vacuümkamer" bevindt, of door in het poeder, dat de wolk tussen de elektroden vormt, "kathodolumlnescente" fosforen in deeltjesvorm op te nemen.

8420021 -5- .

i A

d) Elektonehbron - door te voorzien in onderlinge saaienwerkingen tussen geëmitteerde elektronen en gedispergeerde poederdeeltjes, verschillend van de onderlinge samenwerking, welke slechts leiden tot röntgenstraling en/of licht. Deze kunnen onderlinge samenwerkingen om-5 vatten, welke leiden tot modificaties van bepaalde eigenschappen van het poedervormige materiaal.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een schema van een experimentele röntgenstralenbron, 10 welke is gebruikt om de uitvinding te demonstreren; fig. 2 een doorsnede van een demonteerbare röntgenstralen- en/of lichtbron, waarbij het mogelijk is het poeder, dé kathode en/of het stralingsvenster te veranderen; fig. 3 een doorsnede van een bron, welke poeder- en kathode— IS veranderingen vereenvoudigt; fig. 4 een gewijzigde uitvoeringsvorm van de stralingsbron volgens fig. 2; en fig. 5 een inrichting voor het bestralen van fluidummateriaal (b.v. gassen, aerosolen of gedispergeerde vaste stoffen) onder gebruik 20 van straling, welke wordt opgewekt door een bron, die volgens de uitvinding is opgebouwd.

De (gedeeltelijk schematisch) in fig. 1 afgebeelde inrichting werd in de eerste plaats ontworpen voor gebruik bij poederbekledings-experimenten, doch is gebruikt voor het demonstreren van de uitvinding.

25 De inrichting omvat een paar elektroden 10, 11, die binnen een uit silicaglas bestaande buis 12 worden ondersteund. De elektroden en de glazen buis zijn ondergebracht in een glazen omhulsel 13. Met het glazen omhulsel 13 is een vacuumpompstelsel verbonden, dat binnen het omhulsel 13 een druk van ongeveer 10 ^ torr of minder onderhoudt door 30 continu pompen met een vacuümpomp. Elke elektrode 10, 11 bestaat uit een circelvormige aluminiumschijf met een diameter van ongeveer 80 mm.

Deze elektroden zijn boven elkaar opgesteld, waarbij de naar elkaar gekeerde zijden daarvan evenwijdig aan elkaar zi-jn. De onderste schijf (10) past nauwsluitend in de buis 12 en wordt gebruikt voor het onder-35 steunen van een poederbed 14 (meer in het bijzonder 100 g nikkeldeeltjes met een gemiddelde diameter van ongeveer 100 micrometer) met een speling 8420021 j -6— * * van ten minste 25 mm tussen het bovenvlak van het poeder en het ondervlak van de bovenste elektrode 11. De onderste elektrode 10 omvat een fijn uit roestvrij staal bestaand rooster 15 om een evacuatie van het gebied in de buis 12 onder de elektrode 11 moge lijk te maken. De buis 5 12 is gemonteerd op vier kleine blokken 18 om ervoor te zorgen, dat het inwendige van het glazen omhulsel 13 door de vacuümpomp kan worden geëvacueerde Het rooster 15 is zo fijn, dat de poederdeeltjes 14 dit rooster niet passeren.

Het glazen omhulsel 13 heeft een cirvormige horizontale dwars-10 doorsnede met een diameter van ongeveer 300 mm en is aan elk uiteinde door een metalen plaat afgesloten. De onderste metalen plaat 17, waarmede de elektrode 10 is verbonden,, is gewoonlijk geaard. Wanneer aan de bovenste plaat 16 waarmede de elektrode 11 is verbonden, een spanning van -25 kV wordt aangelegd, wordt tussen de anode 10 en de elektrode 11 15 een heftige elektrostatische dispersie of wolk van een deel van de deeltjes van het poeder 14 gevormd, boven de rest van het poeder, welke op de onderste elektrode 10 ondersteund blijft.

Behalve, dat tussen' de elektroden 10 en 11 de dispersie van poederdeeltjes optreedt, leidt het aanleggen van het hoge spannings-20 verschil over de platen 16, 17 tot het opwekken van röntgenstraling uit de wolk van gedispergeerde deeltjes. De röntgenstraling is vol-doende sterk om te· worden gedetecteerd nadat deze de wanden van de buis 12 en het omhulsel 13 — een totale dikte· van 10 mm heeft gepasseerd.

25 Uit de metingen, welke hebben plaatsgevonden bij de röntgen straling, en rekening houdende met de demping tengevolge van de uit silicaglas en glas bestaande wanden, is een schatting gemaakt ten aanzien van de intensiteit van de röntgenstraling in het omhulsel 13.

Voor het gemak is deze intensiteit uitgedrukt in termen van een "equi-30 valente activiteit”, welke de activiteit in curie van een puntvormige-bron van een radioisotoop is, welke straling met dezelfde energie emitteert als de gemiddelde energie van de gemeten straling uit de "poeder-bron” in de buis 12, Op een conservatieve wijze geschat had de "poeder-bron” een equivalente activiteit in het gebied van 40-60 curie waarbij 35 een röntgenstraling werd geëmitteerd in een dosis van 5,5-8,2 curie per watt ingangsvermogen.

8420021

J V

-7-

Zoals boven, is aangegeven, is deze schatting een te lage schatting omdat tengevolge van de aard van het glas , dat voor de omhulsels 12 en 13 wordt gebruikt, geen straling onder ongeveer 20 keV meetbaar was, Derhalve werd de bijdrage van de röntgenstraling· met een energie 5 kleiner dan 20 keV, die op een effectieve wijze door het glas van de omhulsels 12 en 13 werd geabsorbeerd, buiten beschouwing gelaten bij het schatten van de uitgangsröntgenstraling van de "poederbron". De vakman zal inzien, dat dit betekent, dat het grootste gedeelte van de r emstr alingbij dr age, welke een piek bezit bij ongeveer twee-derde van 10 . de spanning, welke aan de platen 16 en 17 wordt aangelegd, buiten beschouwing is gelaten en dat ook de nikkel K-alfa-röntgenstralen van ongeveer 7,5 keV buiten beschouwing zijn gelaten. Verder zal het de vakman duidelijk zijn, dat kleine standaardröntgenstralenbuizen van het type, beschreven in het "EG-series beryllium window X-ray tubes teeh— 15 nical data", van Machlett Labs, Ine. in 1974, welke buizen een uit wolfraam bestaande gloeidraad en tref elektrode bezitten, normaliter tot ongeveer 17 curie röntgenstraling per watt ingangsvermogen kunnen opwekken, hetgeen vergelijkbaar is met het uitgangssignaal van miniatuur-röntgenstralenbuizen met een uit wolfraam bestaande gloeidraad en een 20 koperen tref elektrode, zoals die, beschreven in het artikel van <J.M. Jaklevic e.a. in Advances in X-Ray Analysis, Vol. 15, pag. 266, 1972, getiteld "Small X-Ray Tubes for Energy-Dispersive Analysis". Veldemissieröntgenstralenbuizen met een enkele kathode van het naald-type, zoals die, beschreven door J.H. McCreary e.a. in Advances in 25 χ-Ray Analysis, Vol. 15, pag. 285, 1972, in het artikel getiteld "The Use of Field-Emission Tubes in X-Ray Analysis", hebben een maximaal equivalent uitgangsvermogen van ongeveer 6 curie, verkregen bij de dosis van ongeveer 8 curie per watt ingangsvermogen.

Derhalve is de inrichting volgens fig. 1 potentieel.een zeer 30 nuttige röntgenstralingsbron, mits het omhulsel 13 op een doeltreffende wijze wordt af geschermd om een niet bestuurde emissie van straling te beletten, en waarbij ten minste één venster aanwezig is,, via welk venster de in de buis 12 opgewekte straling kan passeren.

Er bestaat een theoretische toelichting op de emissie van rönt-35 genstralen uit een gedispergeerd poeder. In een vereenvoudigde vorm is het mechanisme, dat gebruikt wordt om de emissie van röntgenstraling 8420021 -8- * w ! uit elektrostatisch gedispergeerde of geleviteerde poederdeeltjes toe te lichten, als volgt»

Bij het aanleggen van een voldoend grote spanningsgradiënt tussen de anode 10 en de kathode 11 wordt een elektrodispersie gevormd 5 wanneer deeltjes het poederbed verlaten en zich naar de kathode 11 bewegen, waar'zij bij het treffen van deze kathode worden ontladen en waarbij hun teken wordt omgekeerd. Deze negatief geladen deeltjes keren dan naar het: resterende niet-gedispergeerde gedeelte van het bed, dat zich bij de anode 11 bevindt, terug, waar zij worden ontladen en een 10 positieve lading afgeven. Indien de kathode 10 op een voldoend hoge spanning wordt gehouden, vormen de positief geladen deeltjes, die zich dichtbij de kathode bevinden, spanningsgradiënten, welke voldoende groot zijn om, voordat de deeltjes tegen de kathode botsen, de veld-emissie van elektronen uit de gebieden van de kathode, welke door de 15 positief geladen deeltjes worden genaderd, te veroorzaken.

Sommige van de geëmitteerde elektronen werken met deeltjes in de wolk samen voor het opwekken van een remstraling of' - indien de kathode-spanning een geschikte waarde heeft - zowel, een remspanning als de karakteristieke röntgenstralen, van. het deeltjesmateriaal. Andere geëmit— 20 ' teerde elektronen worden door deeltjes in de wolk verstrooid, waarbij sommige van deze elektronen verschillende onderlinge samenwerkingen ondergaan en andere uit de- wolk ontsnappen.

Positieve ionen kunnen ook worden vrijgemaakt uit deeltjes, welke de kathode naderen en/of. bombarderen voor het veroorzaken van de emissie 25 van röntgenstralen en deze positieve ionen kunnen ook met deeltjes in de gedispergeerde poederwolk samenwerken.

Door alle samenwerkingen met poederdeeltjes wordt warmte opgewekt, waardoor de temperatuur van de gedispergeerde deeltjes toeneemt..

De verhitte deeltjes geven evenwel, het grootste gedeelte van de opge-30 wekte warmte aan de kathode en aan de massa van de poederdeeltjes op de anode 10 af wanneer zij na botsing met de kathode naar de massa-hoeveelheid poeder terugkeren.

Op elk moment tijdens het aanleggen van de hoge spanning over de platen 16 en 17 (en derhalve over de elektroden 11 en 10) bevinden 35 zich vele poederdeeltjes dichtbij de kathode 11. Derhalve worden vele spanningsgradiënten gevormd, zodat de elektrode 11 werkt alsof deze vele veldemitterende kathoden parallel omvat.

8420021 ar « -9—

De stralingsfotonen, welke in de wolk van gedispergeerde deeltjes worden opgewekt, worden in hoofdzaak uniform in alle richtingen geëmitteerd. Dit betekent, dat vele van de fotonen één of meer opeenvolgende botsingen met deeltjes in de wolk ondergaan, energie verliezen 5 en na elke botsing van richting- veranderen, terwijl sommige fotonen uit de wolk ontsnappen zonder botsing. De wolk is derhalve een bepaald geval van een zelfebsorberende fotonenbron.

Van de fotonen, die uit de wolk ontsnappen, zullen er enige, als boven, botsen met atomen waaruit de buis 12 bestaat, welke laatste als 10 een dempingsinrichting werkt. De via de buis 12 overgedragen fotonen zullen vervolgens, als boven, botsen met atomen waaruit het omhulsel 13 bestaat of via het. omhulsel 13 worden o ver gedragen. Derhalve werkt het omhulsel 13 als een verdere dempingsinrichting.

Een gecombineerd effect van zelf-absorptie en demping door de 15 buis 12 en het omhulsel 13 leidt tot een reductie van de intensiteit van de straling, welke in de deeltjeswolk. is opgewekt. De mate van deze intensiteitsreductie zal afhankelijk zijn van de oorspronkelijke fotonenenergie, de samenstelling en massadichtheid van de wolk en de samenstellingen en dikten van de buis 12 en het omhulsel 13.

20 De theoretische toelichting op de emissie van röntgenstraling wanneer de bovenste elektrode 11 de anode en de onderste elektrode 10 kathode is, komt overeen met doch is een modificatie. van de zojuist gegeven toelichting. Indien de onderste elketrode een negatieve potentiaal ten opzichte van de bovenste elektrode heeft, worden de deeltjes 25 14, welke de deeltjeswoIk worden, negatief geladen. Deze deeltjes be wegen zich wanneer zij zich in de wolk bevinden, naar de bovenste elektrode en botsen daartegen, waardoor zij hun negatieve lading verliezen en een positieve lading krijgen. Zij bewegen zich dan terug naar de massa poeder op de onderste elektrode voor een verdere ladingsomkering 30 voordat zij weer deel worden van de deeltjeswolk. Indien de bovenste elektrode 10 op een voldoend hoge positieve spanning wordt gehouden, bouwen de negatief geladen deeltjes, welke de elektrode naderen, span-ningsgradiënten op, welke voldoende groot zijn om de veldemissie van elektronen uit de deeltjes, vöór de botsing te veroorzaken. Sommige van 35 deze geëmitteerde elektronen werken met de bovenste elektrode 11 samen voor het opwekken van een straling, waarvan tenminste een deel uit de buis 12 en het omhulsel 13 ontsnapt.

8420021 - -----—- * fc -10-

Proeven met de bovenste elektrode 11 als de anode hebben aangetoond, dat er een significante toename in stroom door de inrichting optreedt, welke aangeeft, dat er een overeenkomstige toename in· de intensiteit van de röntgenstraling bij deze opstelling van de elektroden 5 aanwezig is* Een dergelijke toename in de waargenomen röntgenstralings-intensiteit kan een gevolg zijn van. een groter elektronen-emitterend vermogen van kleine deeltjes bij sterk gebogen oppervlakken dan bij het relatief' planaire oppervlak van de elektronen-emitterende kathode wanneer de onderste elektrode 10 de anode is.

10 Om de werking van de stralingsbron volgens, de uitvinding te ver eenvoudigen en het gewenste uitgangssignaal van de bron te regelen, te modificeren of te verbeteren, is een aantal benaderingen, hetzij afzonderlijk hetzij in verschillende combinaties, mogelijk. Deze omvattenία) het opbouwen van de stralingsbron als een permanent afgedich- 15 te eenheid; b) het opbouwen van de stralingsbron als een demonteerbaar stelsel teneinde het mogelijk te maken, het poeder en/of. de elektroden, indien nodig, te wijzigen? c) het aanbrengen, van één of meer.stralingsvensters op gekozen 20 plaatsen om een maximale overdracht van de opgewekte straling te verzekeren (waaronder, indien dit geschikt is, een venster in één of elke elektrode)? d) de aanwezigheid van één of meer dunne stralingsvensters, waarbij de eigenschappen van elk venster zijn aangepast aan de rege— 25 ling van de intensiteit -en/of de energie- van de straling, die via het venster wordt overgedragen; e) het aanbrengen van een langwerpig venster, in hoofdzaak horizontaal, om het buitenste glazen omhulsel om een horizontale emissie van straling in, in hoofdzaak alle-richtingen vanuit de poederbron 30 mogelijk te maken; f) een modificatie van de vorm, de afmetingen, de oppervlakte-samenstelling en/of andere oppervlakte-eigenschappen van de bovenste elektrode voor het regelen, van de elektronenstromen, welke worden geëmitteerd door de kathode of de deeltjes, welke de anode naderen al 35 naar gelang het geval; g) het opnemen van organen om de bovenste elektrode wanneer deze de kathode is, te verhitten om de veldemissie van elektronen te vergroten? 8420021 * Μ.

* -π- h) het instellen van het spanningsverschil tussen de anode en de kathode (waaronder het toevoeren van een wis seis troomr impel op de hoge gelijkspanning) om bestuurde variaties in het stralingsuitgangs-signaal tot stand te brengen; 5 i) het variëren van de samenstelling en/of de deelt jesafmeting, -vorm, massa-intensiteit en oppervlaktekarakteristieken van het gebruikte poeder teneinde de aard van de door de bron geëmitteerde straling wanneer de bovenste elektrode de kathode is, te besturen; j) het gebruik van een mengsel van poeders in de buis 12 om het 10 gebied van eigenschappen van de geëmitteerde straling wanneer de bovenste elektrode de kathode is, te vergroten; k) het toevoeren van materialen, welke andere typen straling veroorzaken wanneer zij worden blootgesteld aan een bestraling door röntgenstralen of elektronen, zoals fosforen, welke licht opwekken (waar- 15 door wordt voorzien in óf een visuele indicatie van röntgenstralenopwekking óf licht in plaats van of naast röntgenstraling); l) het aanbrengen van hulpelekfroden of andere organen om de banen en de beweging van gedispergeerde deeltjes en/of elektronen te besturen; en 20 m) het variëren van. de anode- en kathode-afmetingen en/of de materialen waaruit de buis 12, het omhulsel 13, het stralingsvenster (de stralingsvensters), de poederdeeltjes en/of de elektroden bestaan.

Deze lijst is niet uitputtend.

Enige van deze modificaties zijn weergegeven in de figuren 2, 3, 25 4 en 5.

De in fig. 2 afgebeelde inrichting is een verbeterde versie van de inrichting volgens fig- 1, welke is voorzien van een. venster om het mogelijk te maken, dat meer straling uit de inrichting wordt geëmitteerd.

De inrichting omvat een cilinder 21 met open uiteinden, welke cilinder 30 stijf, elektrisch isolerend is en geschikt is voor het vormen, van een deel van het gewenste geëvacueerde omhulsel.; De cilinder 21 kan op een geschikte wijze worden vervaardigd uit siliciumdioxyde (b.v. in de vorm van een pijp). De cilinder 21 is bevestigd aan een geaarde metalen basis 22, waarbij een vacuumdichte ..verbinding wordt verkregen onder 35 gebruik van een. O-ring. 23 of een geschikt cement of een andere afdichting. Na het inbrengen van het poeder 24 wordt de cilinder- 21 afgeslo— 8420021 * 4. · -12- ten door een metalen plug, welke van een (a) O-ring 26 is voorzien voor het verschaffen van een vacuümdichte afdichting en (b) een zijtak 27 voor het aansluiten van een vacuümpomp. Door de plug 25 met een negatieve klem van een geaarde gelijkspanningsbron 30 met hoge gelijk-5 spanning te verbinden, maakt het mogelijk, dat het ondervlak.van de plug 25 als een kathode werkt.

Om de overdracht van röntgenstraling, die in de cilinder 21 wordt opgewekt in een deeltjeswolk onder de kathode mogelijk te maken (en te vergroten) , is de cilinder 21 voorzien van een stralingsvenster 10 28. Het venster 28 omvat een opening in de cilinderwand, welke is afge dekt door een dunne folie van een materiaal, dat in staat is om weerstand te bieden aan de spanningsval na evacuatie en dat bijzonder goede stralingsoverdrachtseigenschappen bezit. Een geschikte folie bestaat uit een berylliummetaalfolie met een dikte van 0,25 mm. Meer in het 15 bijzonder wordt een stralingsvenster verkregen door een foliesectie met een diameter van 15 mm over een opening met een diameter van 10 mm in de cilinder 21 te cementeren doch er zijn ook andere vormen en afmetingen mogelijk. (De cement moet in staat zijn om een vacuümdichte afdichting te verschaffen).

20 Indien aan het stelsel een geschikt kathodoluminescënt poeder wordt toegevoerd, dat kan worden gedispergeerd, werkt het in fig. 2 afgebeelde stelsel als een lichtbron en is een stralingsvenster onnodig indien de cilinder 21 wordt vervaardigd uit een materiaal,-· dat transparant voor licht is.

25 Door een fosfor 29 (zoals geactiveerd zinksulfide in een ge schikte fysiche vorm) binnen de cilinder 21 te brengen, is een visuele indicatie van de röntgenstralenopwekking mogelijk, mits de cilinder is vervaardigd uit een materiaal·, dat transparant, is voor het licht, dat wordt opgewekt- wanneer de fosfor wordt bestraald.

30 De in fig. 3 afgebeelde inrichting is een vereenvoudigde versie van de inrichting· volgens fig. 2, waarbij een snelle verandering van het dispergeerbare poeder en de kathode mogelijk is. De stralingsbron bestaat uit een glazen houder 31 met een gewenste vorm, bijvoorbeeld een cilinder of een rechthoekige trog, welke aan de onderzijde daarvan 35 is afgesloten en aan de open bovenzijde daarvan is voorzien van een flens 32. Het bovenvlak van de flens 32 is een geslepen vlak. De houder 8420021 -13- 31 is voorzien van een zijtak 33 (voor aansluiting van. een vacuumpomp) en één of meer openingen 34. Een stralingsvenster 35 is over de of elke opening 34 gecementeerd, zoals boven is beschreven. Een metalen plaat 36, welke zich aan de onderzijde van de houder 31 bevindt en de 5 basis daarvan bedekt, is via een vacuümdichte doorvoering 37 op aard— potentiaal aangesloten.

De geaarde elektrode 36 kan worden vervangen door. een geleidende film, die op de glazen bodem van de houder 31 wordt aangebracht en waarbij de geleidende film op aardpotentiaal wordt, aangesloten.

10 De houder 31 zal normaliter worden gevuld met een hoeveelheid dispergeerbaar poeder 38 en door een kathode 39 worden afgesloten.

Een goede afdichting tussen de kathode 39 en het geslepen bovenvlak' van de flens 32 wordt verkregen door het oppervlak van de kathode 39, dat zich bij de flens 32 bevindt, te slijpen en op de tegen elkaar 15 rustende geslepen vlakken een geschikt hoog-vacuümvet .(zoals ëpiezon, type T) aan te brengen. Hierdoor wordt ervoor gezorgd, dat een vacuümdichte afdichting wordt verkregen wanneer via de zijtak 33 vacuüm wordt getrokken.. De hoeveelheid en het type van het poeder 38 kan op een eenvoudige wijze worden veranderd na het vacuüm te elimineren door 20 lucht aan de houder 31 via de zijtak 33 toe te laten en de kathode 39 te verwijderen. Kathoden van een ander materiaal en van een ander ontwerp kunnen de oorspronkelijke kathode 39- vervangen mits zij de opening-(en) 34 en de zijtak 33 niet belemmeren en mits zij een geslepen oppervlak hebben, dat een vacuümdichte afsluiting van de houder 31 verzekert. 25 De in fig. 4 af geheelde inrichting is. een gewijzigde uitvoerings vorm van de stralingsbron volgens fig. 2. Eén modificatie is het aanbrengen van een stralingsvenster ia één van de elektroden., De andere modificatie is het aanbrengen van een buis, welke met een vacuumpomp kan worden verbonden wanneer de bron wordt geëvacueerd, en welke af-30 dichtend kan worden dichtgeknepen wanneer het pompen is voltooid.

De inrichting volgens fig. 4 omvat een geïsoleerde cilinder 41 van gesmolten alumina (doch in plaats van alumina kan ook elk ander geschikt keramisch materiaal· worden gebruikt) waaraan uit roestvrij-staal “Cönflat" (handelsmerk) bestaande vacuümflenzen 42 en 43 zijn 35 gesoldeerd. De onderflens 42 is aangepast aan een verdere flens 44, welke een dun beryllium stralingsvenster 45 ondersteunt. Het stealings- 8420021 -14- venster 45 is aan de flens 44 bevestigd door een in vacuüm gesoldeerde, vacuümdichte omtreksverbinding 46. Een poeder 47 wordt in de cilinder 41 gebracht voordat een vierde flens 48 op de flens 43 wordt geschroefd om tussen de flenzen 43 en 48 een vacuümdichte afdichting te vormen.

5 Een sectie van een buis 49 van zuur stofvrij koper wordt aan de flens 48 gelast voordat de flensen. 43 en 48 aan elkaar worden geschroefd teneinde te voorzien in een verbinding met het inwendige van de cilinder 41. Na de montage van de inrichting wordt de buis 49 aangesloten op een olie—vrij vacuümpompstelsel 40 en wordt de cilinder 41 geëvacueerd. 10 O® het ontgassen van de gemonteerde inrichting te vereenvoudigen, kan een spanning (meer in het bijzonder in het gebied van 5-7,5 kV) , welke voldoende, hoog is om een dispersie van het poeder të veroorzaken doch. welke niet tot significante inwendige ontladingen leidt, over de flenzen 44 en 49 worden aangelegd, en kan het stelsel tot ongeveer 300°C 15 worden, verhit. Aangezien door de dispersie van het poeder 47 een deel van het poeder de buis 49 zou kunnen binnentreden naar de vacuümpomp zou kunnen worden gevoerd,· verdient het de voorkeur om indien het ontgassen op deze wijze wordt vereenvoudigd, een korte sectie van een roestvrij·-*stalen buis 49A, waaraan ten minste één inwendig hellend 20. schot 49B is bevestigd, tussen, de buis; 49 en de vacuümpomp 40 op te nemen. De schotten 49B maken- een gasstroom via. de buis 49A mogelijk doch beletten het passeren, van deeltjes door de buis.

Wanneer het..ontgassen is voltooid,, kan de buis. 49 bij het verbindingspunt daarvan met de flens. 49 door afknijpen worden, afgedicht.

25 Door het af dichten door afknijpen verkrijgt men een vacuümdichte koude las, welke het mogelijk maakt,, dat het stelsel van de vacuümpomp kan worden verwijderd en voor het opwekken van straling kan worden gebruikt.

Indien het stelsel volgens fig. 4 wordt geroteerd totdat de flens 44 en het bijbehorende venster 45 zich aan de bovenzijde van het stel-30 sel bevinden, en het stelsel als een stralingsbron op de bovenbeschreven wijze wordt gebruikt, (dat. wil zeggen door een hoog spanningsverschil over' de flenzen 44 en 48 aan te leggen) wordt een grotere fractie van de röntgenstralenfotonen,. welke door de positieve poederdeeltjes juist onder het venster 45 worden opgewekt, via het venster 45 overge-35 dragen- 8420021 -15-

Indien de.elektrode met de flenzen 42 en 44 (en derhalve het venster 45) als een anode moet worden gebruikt, zodat deze samengestelde elektrode een röntgenstralentrefelektrode wordt, moet het venster 45 een dunne film van het geschikte röntgenstralentrefalektrode-elemeat 5 aan het binnenvlak daarvan bezitten. Ia dit geval wordt het beryllium-venster 45 een ,,overdraohtstrefelektrode,,. Een der gelijk venster kan worden verkregen door een paar micrometer van het. trefelaktrode-element op een dun berylliumfolie neer te slaan voordat het venster 45 wordt gevormd. Het beryllium voorziet in de vereiste mechanische vastheid 10 voor het venster en maakt het mogelijk, dat een vacuumdichte afdichting 46 wordt gevormd. Indien de dunne film, die op de berylliumfolie wordt neergeslagen, een goede koude elektronenemissiebron is, kan het beklede venster 45 ook als een koude kathode worden gebruikt wanneer de poederdeeltjes positief zijn.

15 Fig. 5 geeft aan op welke wijze de stralingsbron volgens de uit vinding kan worden gebruikt voor het verschaffen van een doeltreffende en economische inrichting voor het bestralen van fluida of poeders, welke elektro-gedispergeerd kunnen worden - zoals een poeder,, dat kan worden bestraald en als een elektro-dispersiecel kan worden gebruikt.

20 De in fig. 5 af geheelde inrichting omvat een isolerende cilin der 51, welke is afgesloten door metalen einden 52 en 53. De cilinder 51 is in compartimenten 54 en 55 gesplitst door een dunne metaalfolie 56, welke op één zijde van een metalen rooster- of geperforeerde plaat 57 wordt ondersteund,-die zich eveneens over de cilinder 51 uitstrekt.

25 Het onderste compartiment 54 bevat enig geleidend poeder 58 en wordt geëvacueerd door een vacuumpomp met een tak 59 te verbinden, die met de wand van het compartiment 54 is verbonden. Het bovenste compartiment 55 is voorzien van een fluiduminlaat 59A en een fluldumuitlaat 59B.

De inlaat. 59A en de uitlaat 59B kunnen ook worden gebruikt om het boven— 30 ste compartiment 55 te evacueren of de druk daarin te reduceren. De folie 56 is met een uitwendige klem 60 verbonden.

Door een voldoend spanningsverschil over de elektrode 52 en (via de klem 60) de folie 56 aan te leggen, vormt het poeder 58 een gedispergeerde wolk in het compartiment 54 en worden röntgenstralen 35 opgewekt, zoals boven is toegelicht. De röntgenstralen worden via het folie 56 naar het bovenste compartiment 55 overgedragen. Materiaal, 8420021 -16- dat in het compartiment 55 aanwezig is, wordt dan met de röntgenstralen, die in het compartiment 54 worden opgewekt, bestraald. Een stralings-detector 63, die ia het compartiment 54 bij de elektrode 53 is opgesteld, maakt het mogelijk,, dat de aan het compartiment 55 toegevoerde straling 5 wordt gecontroleerd.

ais een voorbeeld van het gebruik van de uitvoeringsvorm volgens fig. 5. kan een kleine hoeveelheid poeder 62 in het bovenste compartiment 55 worden gebracht. Indien dan het bovenste compartiment 55 wordt geëvacueerd en over de folie 56 en de elektrode 53 een geschikt spannings- 10 verschil wordt aangelegd, zal het poeder 62 dan als een wolk in het compartiment 55 worden gedispergeerd (waarbij geen röntgenstraling behoeft te worden opgewekt). De gedispergeerde· wolk van deeltjes in het compartiment 55 wordt dan bestraald met de in het compartiment 54 opgewekte röntgenstraling.

15 De in fig. 5 af geheelde inrichting is van bijzonder nut omdat het hiermede mogelijk is de stralingsbron en het te bestralen materiaal ' dichtbij elkaar, te brengen, waardoor wordt voldaan aan de eis van een optimale· bestraling van een monster,· nl„ een minimale bron/monster- afstand.

20 Bij alle toepassingen van de uitvinding worden enige beperkingen aan de werking van de stralingsbron opgelegd. Deze beperkingen omvatten de ‘druk in de inrichting waarbij het poeder zal disper geren, en het materiaal van. het poeder.

De druk.in de buis. 12 van fig. 1 moet zodanig zijn, dat een 25 elektrostatische dispersie van de poederdeeltjes op de anode 10 wordt verkregen en onderhouden wanneer een gelijkspanningsverschil, dat geschikt is voor het opwekken van de gewenste straling, tussen de bovenste en onderste elektroden wordt aangelegd. De druk moet ook zo laag zijn, dat de gewenste straling wordt verkregen. Dit betekent, dat de -5 30' druk ongeveer 10 torr of minder moet zijn opdat een elektrostatische dispersie op een bevredigende wijze wordt onderhouden en tevens een straling wordt opgewekt. De reden voor het falen van het poeder om bij een geringer vacuum te dispergeren is vermoedelijk een gevolg van een grotere neiging tot córona-ontladingen in het gas bij dit drukgebied.

35 Corena-ontladingen leveren ionen uit de gasmoleculen en deze ionen kunnen op een doeltreffende wijze het elektrostatische veld, dat tussen de anode eh de kathode wordt opgewekt, kortsluiten.

84 2 0 0 2 1 * ^ -1·7-

De vaklieden, op het gebied van lage drukken zal het bekend zijn, dat de gereduceerde drukken, die in het afgesloten vat kunnen worden onderhouden, in sterke mate afhankelijk zijn van de mate van ontgassing van alle componenten van en binnen het geëvacueerde vat. Volgens de 5 uitvinding is het tot stand brengen van een afgedicht, gemakkelijk te evacueren stralings-eaitterend stelsel een probleem, dat moet worden opgelost. Het probleem belet niet het tot stand brengen van een af gedicht stelsel doch de moeilijkheid van het ontgassen van fijn poeder 2 met een oppervlak in het gebied. 300-400 m /kg betekent, dat een ge-, 10 schikte inrichting en een geschikte methode moet worden toegepast om het vereiste vacuüm tot stand te brengen.

De keuze van het materiaal van het poeder, dat kan worden ge-dispergeerd, is beperkt tot metalen, halfgeleiders (inclusief koolstof} en bepaalde andere materialen. In het algemeen zijn poeders van elek-15 trisch isolerende materialen niet-dispersief in vacuo.

Deeltjes van een elektrisch isolerend materiaal zullen evenwel in vacuo dispersief worden indien zij worden bekleed, met een dunne film van geleidend materiaal .(b.v. onder gebruik van een methode,, welke is beschreven-.in de bovengenoemde Australische octrooiaanvrage 59790/81).

20 Reeds is opgemerkt,, dat men volgens de uitvinding een lichtbron verkrijgt, indien fosforen (d.w.z. materialen, welke licht emitteren wanneer zij door röntgenstraling of door elektronen worden geëxitaerd) worden gebruikt. Door röntgenstralen geëxciteerde fosforen in de vorm van te dispergeren deeltjes., zoals geactiveerde zinksulfidedeeltjes, 25 kunnen, worden bij gemengd met te dispergeren deeltjes, die een röntgenstraling opwekken. De röntgenstralen veroorzaken dan, dat de fosfor-deeltjes licht opwekken. Door elektronen geëxciteerde fosforen (zoals geactiveerde halofosfaten in. de vorm van te dispergeren deeltjes) zullen licht emitteren wanneer, zij worden onderworpen aan veld-geëmitteer-3Q de elektronen, welke afkomstig zijn uit de koude kathode. Het is duidelijk, dat een deel van of het gehele geëvacueerde omhulsel moet worden vervaardigd uit een materiaal, dat transparant· is voor het opgewekte licht, zoals glas of siliciumoxyde.

Binnen het kader van de uitvinding zijn natuurlijk andere modi-35 ficaties mogelijk.

8420021 -18-

De uitvinding vóórziet in goedkope röntgenstralenbronnen, die op een eenvoudige wijze kunnen worden vervaardigd en gemakkelijk en economisch kunnen worden bedreven. Deze bronnen.kunnen binnen een gebied van vormen en afmetingen, worden verschaft. De maximale uitgangs-5 intensiteiten daarvan zijn aanmerkelijk groter dan die van typerende, in. de handel, verkrijgbare radioisotoop-röntgenstralenbronnen en zijn niet kleiner dan het uitgangssignaal, van conventionele röntgenstralenbuizen van 100 watt· Zij bieden een zeer ruime keuze van: stralingsenergieën omdat, in. afwijking van de conventionele bronnen, zij het gebruik 10 van vele verschillende róntgenstralentrefelektrode-elementen en -materialen, hetzij enkel of in verschillende combinaties mogelijk. maken.

Zij kunnen, ook zodanig worden uitgevoerd, dat zij smalle, brede, of brede en. rechtlijnige stralingsbundels emitteren.

Het. gebruik van de uitvinding hangt af van welk aspect van de 15 bron. gebruik wordt gemaakt. Als een.röntgenstralenbron kan de uitvinding· bijvoorbeeld worden gebruikt voor alle industriële toepassingen, waarvoor conventionele röntgenstralenbronnen met een vergelijkbaar uitgangssignaal zijn gebruikt- Deze omvatten radiomeet- en verschillende typen röntgenstralenanalyse-inrichtingen, waaronder XRE. De uitvinding ' 20 kan worden gebruikt, bij toepassingen, waarvoor conventionele röntgenstralenbronnen te duur zijn of een inadequaat uitgangssignaal bezitten . (b.v. toepassingen,, waarbij een intensiteit van de röntgenstraling nodig is, die groter is dan die, welke kan worden, verkregen bij radio-isotoopbronnen en kleiner is. dan het nominale uitgangssignaal van een 25 röntgenstralenbuis).

De nauwe correlatie tussen de uitgangsstraling en het poeder-• materiaal maakt het moge lijk·, dat. de uitvinding wordt toegepast voor het controleren van de samenstelling van monsters, van. hoeveelheden poeder (door het energiespectrum van de geëmitteerde röntgenstraling 30 waar te nemen) of de samenstelling van. fosfaren (door variaties in uit-gangslicht, van monsters, die in een poeder aanwezig, zijn-waar te nemen) .

De uitvinding kan ook worden gebruikt. voor bestraling met een brede bundel van materialen,, die een groot oppervlak of volume innemen en voor röntgenstralenemissie-analyse. Röntgenstralenemissie-35 analyse is tot nu toe slechts mogelijk geweest voor microscopische monstergebieden, welke worden bestraald door elektronenbundels (b.v. in 8420021 z -fc -19- instrumenten, zoals elektronenmicrosonden). Volgens de uitvinding is een rontgenstralenemissie-analyse van monsters tot ongeveer 10 g moge-lijk.

Toegepast bij de in fig. S af geteelde uitvoeringsvorm is de uit-5 vinding geschikt voor a} bestraling van vaste stoffen, welke in een vacuüm of in een gas zijn gedispergeerd voor het tot stand brengen van door straling gekatalyseerde chemische reacties? b) het bepalen van het aandeel aan vaste stoffen in aerosolen IQ door stralingsdemping en verstrooiingsmetingen? c) XRF (röntgenstralenfluorescentie)-analyse van poedervormige monsters.

Dit resumé van de toepassingen van de uitvinding beoogt niet uitputtend te zijn.

8420021

Claims (19)

1. Stralingsbron gekenmerkt door a) ten. minste twee elektroden (10, tl), welke in een te evacueren kamer zijn opgesteld, waarbij één van de elektroden boven de andere elektrode is aangebracht; 5 b) een hoeveelheid poeder (14) van ten minste één geleidend of half-geleidend materiaal, dat op de onderste van de elektroden wordt ondersteund wanneer het potentiaalverschil tussen de elektroden kleiner is dan de waarde van het potentiaalverschil, waarbij het minimale dis-persieveld; voor het poeder (14) optreedt, en 10 c) organen (13), welke de overdracht van straling· vanuit het gebied, tussen de. elektroden, naar: de buitenzijde van de kamer mogelijk maken; waarbij, wanneer de kamer tot een. druk. van ongeveer 10 5 torr of minder wordt geëvacueerd en het potentiaalverschil, tussen de elektroden (10, 15 11) een waarde- heeft, welke groter is dan de waarde, waarbij het mini male dispersieveld voor het poeder (14) optreedt, ten minste een deel van het poeder tussen de· elektroden wordt gedispergeerd en in de kamer een straling wordt opgewekt, welke straling via de genoemde organen (13), welke de overdracht van straling mogelijk maken,, wordt overge-20 dragen.

2. Stralingsbron volgens conclusie 1 met het. kenmerk, dat de onderste elektrode (10) een in hoofdzaak planair bovenvlak bezit.

3. Stralingsbron volgens conclusie 1.met het kenmerk, dat de onderste elektrode (10) een schotelvozmig bovenvlak heeft.

4. Stralingsbron volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de elektroden (10, 11) zijn opgesteld in een cilinder (12), welke is onder gebracht in. de kamer., waarbij ten minste een deel van de cilinder (12) transparant is voor de straling, die door het poeder (14) wordt opgewekt wanneer het inwendige van. de kamer en van de cilinder (13) 30 worden geëvacueerd tot een druk, welke ongeveer 10 ® torr of minder is en over de elektroden (10,. 11) een spanningsverschil wordt aangelegd om ten minste een deel van. het poeder (14), dat door de onderste elektrode (10) wordt ondersteund in de ruimte tussen de elektroden te dis-pergeren. 8420021 •S*

5. Stralingsbron volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de kamer bestaat uit een glazen houder (31) met een open bovenzijde en een glazen basis, waarbij de bovenste elektrode bestaat uit een metalen plaat (39), welke bestemd is om.de bovenzijde (32·) van de houder (31) af te-sluiten en de onderste elektrode (36) bestaat uit een metalen plaat,·-welke is 5 gelegen bij de basis van de houder en deze afsluit.

6. Stralingsbron gekenmerkt door a) een keramische of glazen cilinder (21) met een verticale hartlijn; b) een metalen afsluiting. (22, 25) aan elk eind van de cilinder, 10 waarbij de metalen afsluitingen (22,- 25) met de einden van de cilinder (21) een vacuumdichta afdichting vormen teneinde daardoor een te evacueren kamer te verschaffen; c) een hoeveelheid poeder (24) van ten. minste één geleidend of half-geleidend materiaal in de kamer; 15 d) organen (27) voor het evacueren van de kamer; e) organen om aan de metalen afsluitingen (22, 25) een groot spanningsverschil aan te leggen teneinde daardoor de metalen afsluitingen tot de bovenste en onderste elektroden te maken; f) organen (28) ,. welke- de overdracht van straling uit. de kamer 20 mogelijk maken.

7. Stralingsbron volgens één der voorgaande conclusies gekenmerkt door een fosfor (29), welke zodanig is opgesteld,, dat deze kan worden bestraald door de straling, die door de bron wordt opgewekt wanneer de -5 •kamer wordt geëvacueerd tot een druk tot ongeveer 10 torr of minder 25 en over de elektroden een spanningsverschil wordt aangelegd, welk spanningsverschil een waarde heeft, welke groter is dan de waarde, die nodig is om het minimale dispersievelö voor het poeder op te- wekken.

8. Stralingsbron volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat de fosfor (29) zich in de kamer bevindt.

9. Stralingsbron volgens één der conclusies 1-6 met het kenmerk, dat het poeder deeltjes., van ten minste één kathodoluminescente fosfor omvat.

10. Stralingsbron volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de organen, welke de overdracht van straling mogelijk maken, 35 ten minste één stralingsvenster. in de kamer omvatten, 8420021 j 9 -22-

11. Stralingsbron volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat de kamer bestaat, uit een cilindrische kamer met een in hoofdzaak verticale hartlijn en het ten minste ene stralingsvenster een langwerpig, in hoofdzaak horizontaal venster is; dat zich om de cilindrische kamer uit-5 strekt.

• 12. Stralingsbron volgens conclusie 10 in afhankelijkheid van con clusie 6 met het. kenmerk, dat. in één van de metalen afsluitingen een enkel stralingsvenster is gevormd-

13. Stralingsbron volgens één der voorgaande conclusies met het ken-10 merk, dat de bovenste van-de elektroden een kathode is, waarbij organen aanwezig zijn om deze kathode te verhitten teneinde de veldemissie van elektronen daaruit te vergroten.

14. Stralingsbron volgens één der voorgaande conclusies gekenmerkt door een gelijkspanningsbron (30) met hoge spanning, die over de elek- 15 troden is verbonden.

15. Stralingsbron volgens conclusie 14 gekenmerkt door organen om aan de hoogspanningsbron - (30) een wisselstroomrimpelspanning toe te voeren.'

16. Stralingsbron volgens· één der voorgaande conclusies gekenmerkt 20 door een hulpelektrode in de kamer.

17. Stralingsbron. gekenmerkt door: a) een cilinder van isolerend materiaal (51), welke in twee compartimenten (54 , 55) is gesplitst door een dunne metallische plaat (56), die wordt ondersteund, op een metalen rooster of geperforeerde plaat 25 (57); b) een metalen afsluiting (52, 53) aan elk eind van de cilinder (51); c) organen (59) om. het onderste compartiment (54) van de cilinder te evacueren; 30 d) fluïdumtoevoer- en afvoerorganen (59A, 59B) voor het boven ste compartiment (55) van. de cilinder; e) een hoeveelheid, poeder (58) van een geleidend of half geleidend materiaal in het onderste compartiment (54) op de onderste metalen afsluiting- (52) van de cilinder (51); en 35 f) een aansluiting (60), die met de dunne metallische plaat (56) is verbonden, 8420021 « -23- φ waarbij wanneer het onderste compartiment (54) is geëvacueerd en over de dunne metallische plaat (56) en de onderste metalen, af sluiting (52) een groot spanningsverschil wordt aangelegd, in het onderste compartiment (54> röntgenstraling wordt opgewekt, die via de spleten in het 5 rooster of de geperforeerde plaat (57) en via de dunne metallische plaat (56) naar het bovenste compartiment .(55) wordt overgedragen.

18. Stralingsbron voor het bestralen van een gedispergeerde deeltjeswolk gekenmerkt door a) een cilinder van isolerend materiaal. (51) ,. welke in twee com-10 partimenten (54, 55) is verdeeld door een dunne metallische plaat. (56) , welke wordt ondersteund op een metalen rooster of geperforeerde plaat (57); b) een metalen afsluiting (52, 53) aan elk uiteinde van de cilinder (51); 15 c) organen (59, 59B) voor het evacueren van de bovenste en onder ste compartimenten (55, 54); d) een hoeveelheid van een eerste poeder (62) van een geleidend of half-geleidend materiaal in het bovenste compartiment- (55) op de metallische plaat; 20 e) een. hoeveelheid van een tweede poeder (58) van een geleidend af half-geleidend materiaal in het onderste compartiment (54) op de onderste metalen afsluiting (52) van de cilinder (51); en f) een aansluiting (60), die met de metallische plaat (56) is verbonden, waardoor wanneer 25 i) de bovenste en onderste compartimenten (55, 54) zijn geëva cueerd; ii) over de dunne metallische plaat (56) en de bovenste van de metalen afsluitingen (53) een eerste groot spanningsverschil wordt aangelegd om het eerste poeder (62) in het bovenste compartiment (55) te 30 dispergeren en iii) over de dunne metallische plaat (56) en de onderste van dê metalen afsluitingen (52) een tweede groot spanningsverschil wordt aangelegd om het tweede poeder (58) in het onderste compartiment (54) te dispergeren en te veroorzaken, dat het gedispergeerde tweede poeder 35 een röntgenstraling opwekt, 8420021 ! -24- • J- w de in het onderste compartiment (54) opgewekte röntgenstraling naar de bovenste kamer (55) wordt overgedragen via.de spleten in het rooster of de geperforeerde plaat (57) en via-de dunne metallische plaat (56), teneinde daardoor het eerste poeder (62) dat in het 5 bovenste compartiment (55) is gedispergeerd, te bestralen.

19. Stralingsbron volgens conclusie 17 of 18 gekenmerkt door een stralingsdetector (63') in het bovenste compartiment (55). \ 8420021