190468. lajstromszámú szabadalom • Bifunkcionális konverziós elektron Mössbauer detektor
1 190 468 2 A találmány tárgya bifunkciós konverziós-elektron Mössbauer detektor, mely alkalmas kisenergiájú elektronok detektálására. Mint ismeretes, részecskék detektálására detektorokat (érzékelőket) használnak. A részecske fajtájától és energiájától függően más és másfajta detektorokat gyártanak. Konverziós-elektron Mössbauer detektor - spektroszkópia - (CEMS), mint a Mössbauer spektroszkópia felületvizsgálati módszere, egy olyan elektron-detektort igényel, ami a kiküszöbölhetetlenül jelenlévő gamma sugárzásra nem érzékeny. Erre kétféle módszer használatos.- a speciálisan erre a célra kialakított gáztöltésű proprocionális detektor,- a channeltron, mely vákuumot igényel. Mivel a proporcionális kamra nem igényel vákuumot, ezért a gyakorlatban ez a megoldás terjedt el. A Mössbauer spektroszkópia nem más, mint a gamma-fotonok rezonancia abszorpciója. A Mössbauer effektus mérése így igényel egy forrást, egy abszorbenst (amely rezonancia jelleggel elnyeri a fotonokat) és egy detektort, amellyel kimutatjuk az elnyelt fotonok mennyiségét. A gamma-fotonokat a magok elnyelik, miközben gerjesztett állapotba kerülnek. A mag lebomlása során konverziós elektronokat is kibocsájt magából. Tehát a rezonanciáról az elektronok észlelésével is tudomást szerezhetünk. így a Mössbauer effektus mérése az elektronok detektálásával is történhet. A detektor érzékeny része és az abszorbens közt csak vákuum lehet, tehát a minta (abszorbens) és a gáz, mint a proporcionális kamra érzékeny része közvetlenül érintkezik. A proporcionális kamrák működési elve azon alapszik, hogy a bejövő részecske a gázt ionizálja. A keletkező elektron-ion párokat két különböző polaritású fegyverzet húzza ki a gáztérből, mielőtt azok rekombinálódnának. A térerő irányában az elektronok addig gyorsulnak, amíg nem ütköznek másik elektronnal vagy atommal, ahol energiájuk egy részét átadják azoknak és így ezáltal lelassulnak, majd a térerő hatására újra gyorsulnak. Ez a folyamat addig tart, míg az elektronok el nem érik a pozitív polaritású fegyverzetet. Ha a térerő egy határértéket meghalad, akkor az elektronok két ütközés közt olyan nagy sebességre tesznek szert, hogy újabb elektronokat szakítanak ki az atom elektronfelhőjéből, melyeket a tér ugyancsak gyorsítani fog. Ez a jelenség csak nagy térerőnél lép fel. Azért szoktak vékony huzalszálat alkalmazni, hogy viszonylag alacsony feszültség (néhány ezer V) esetén is a szál közelében nagy (néhányszor 105 V/cm) legyen a térerő. A fent ismertetett megoldású CEMS detektort a Ronger Enginering Corporation gyártja. A detektor egyik fegyverzete egy vékony huzalszál, a másik maga az abszorbens. A gáztér egyik zárófegyverzetét az abszorbens képezi, így a gáz az abszorbens mellett áramlik ki a szabadba. A megoldás hátránya, hogy nagy gázáramoltatási sebességet igényel, melyet folyamatosan, hosszú időn át stabilan fenntartani rendkívül körülményes, ezért többhetes mérések esetén alkalmazásuk bonyolult és pontatlan. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése. A találmánnyal megoldandó feladat egy olyan detektor létrehozása, amely rezonancia detektorként nagy stabilitással alkalmazható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldható, ha az abszorbenst zárt szerkezetű, előnyösen két határozott gázbevezetéssel ellátott, például 10 gr-nál könnyebb tömegű detektorba helyezzük. A találmány szerinti detektor olyan ismert detektor továbbfejlesztése, melynek első és második fegyverzettel és a fegyverzetek között elhelyezett szigetelő alapanyagú zárófallal körülvett tere van. A zárófalon legalább egy huzalszálat tartalmazó szálkivezetése, és legalább egy gázbeömlő nyílása van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a detektornak legalább egy gázkiömlő nyílása és előnyösen a második fegyverzet felett elhelyezett és a zárófalhoz szorosan illeszkedő fedője van. A találmány értelmében célszerű, ha a fegyverzetek maximális távolsága 4 mm. Nevezetesen célszerű, ha az első, és/vagy második fegyverzet vékony fém, vagy fémbevonatú műanyag fólia. Célszerű továbbá, ha a zárófal két egyenlő magasságú félfalból van. A félfalak magassága a fegyverzetek távolságának a fele. A félfalakon a szálkivezetés és a gázbeömlő, illetve kiömlő nyílások fele szimmetrikusan van kialakítva. A huzalszál a két félfalszál kivezetései közé van szorítva. Célszerű továbbá még az is, ha a fedő kör alakú vagy szögletes. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert és a találmány szerinti detektor néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra az ismert detektor vázlata, a 2. ábra a találmány szerinti detektor vázlata, a 3. ábra a találmány szerinti detektor kiviteli alakja, a 4. ábra a találmány szerinti detektor kiviteli alakjának felülnézete, az 5. ábra a találmány szerinti detektor egy további kiviteli alakjának felülnézete. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. Az ismert detektor vázlatát az 1. ábra alapján ismertetjük. A detektornak 14 gázbeömlő nyílással és 19 szálkivezetéssel ellátott 17 zárófala van. A 17 zárófal egyik oldalán 13 első fegyverzet helyezkedik el, a másik oldalán pedig 15 második fegyverzet van. Amíg a 13 első fegyverzet szorosan illeszkedik a 17 zárófalhoz a 15 második fegyverzet illeszkedése viszont laza, így a 15 második fegyverzet és a 17 zárófal között a detektorban lévő gáz kiáramlik. A detektor 12 huzalszála a 19 szálkivezetésen keresztül van kivezetve. A detektorba a 14 gázbeömlő nyíláson keresztül jut be a gáz. A 15 második fegyverzet és a 17 zárófal között távozik a szabadba a gáz. A gázáram szerepe a detektor belső terének az oxigén mentesítése. A 13 első fegyverzeten keresztül bejövő gamma 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
