Устройство получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца методом электронной микроскопии в радиационно-защитной камере
Владельцы патента RU 2678504:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к сканирующим электронным микроскопам (СЭМ) и предназначено для получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца в радиационно-защитной камере с визуализацией данных на экране компьютера. Сущность изобретения заключается в том, что устройство получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца методом электронной микроскопии в радиационно-защитной камере содержит электронный блок, датчик вакуума, спектрометр волновой дисперсии, блок управления и турбомолекулярный насос, оснащенные свинцовыми экранами радиационной защиты от исследуемого радиоактивного образца, размещенного на рабочем столике микроскопа, кроме того, ручка привода блока апертур оснащена двумя электрическими приводами для перемещения апертур по двум взаимно перпендикулярным направлениям в одной плоскости, а ручка привода детектора обратно отраженных электронов оснащена электрическим приводом и зубчатой ременной передачей. Технический результат – расширение функциональных возможностей путем использования СЭМ в радиационно-защитной камере. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Устройство получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца методом электронной микроскопии в радиационно-защитной камере
Устройство относится к сканирующим электронным микроскопам (СЭМ) и предназначено для получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца в радиационно-защитной камере с визуализацией данных на экране компьютера.
Известны электронные сканирующие микроскопы (см. патенты РФ №572230 от 24.07.1973 г, №682967 от 30.08.1979 г, №456325 от 25.02.1975 г), включающие электронный блок, станину микроскопа, электронную пушку, камеру образцов, дверцу камеры образцов, моторизованный столик образцов, спектрометр энергетической дисперсии, спектрометр волновой дисперсии, турбомолекулярный насос для создания высокого вакуума, ручку привода блока апертур, ручку привода детектора обратно отраженных электронов.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных изобретений, относится то, что известные микроскопы не оснащены дистанционными устройствами регулировки привода блока апертур и привода детектора обратно отраженных электронов. А также не могут быть использованы в радиационно-защитной камере.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что электронный блок, датчик вакуума, спектрометр волновой дисперсии, блок управления и турбомолекулярный насос оснащены свинцовыми экранами радиационной защиты от исследуемого радиоактивного образца, размещенного на рабочем столике микроскопа, кроме того ручка привода блока апертур оснащена двумя электрическими приводами для перемещения апертур по двум взаимно перпендикулярным направлениям в одной плоскости, а ручка привода детектора обратно отраженных электронов оснащена электрическим приводом и зубчатой ременной передачей.
Кроме того, электронный блок и микроскоп устанавливают в радиационно-защитной камере и управляют ими через электрические связи выносным пультом управления, расположенным вне радиационно-защитной камеры.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат: расширение функциональных возможностей путем использования СЭМ в радиационно-защитной камере.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство измерения включает электронный блок и микроскоп состоящий из станины с расположенной на ней электронной пушкой, камеры образцов, спектрометра энергетической дисперсии, спектрометра волновой дисперсии, турбомолекулярного насоса для создания высокого вакуума, датчика вакуума, ручки привода блока апертуры, ручки привода детектора обратно отраженных электронов.
Особенность заключается в том, электронный блок, датчик вакуума, спектрометр волновой дисперсии, блок управления и турбомолекулярный насос оснащены свинцовыми экранами радиационной защиты от исследуемого радиоактивного образца, размещенного на рабочем столике микроскопа, кроме того ручка привода блока апертур оснащена двумя электрическими приводами для перемещения апертур по двум взаимно перпендикулярным направлениям в одной плоскости, а ручка привода детектора обратно отраженных электронов оснащена электрическим приводом и зубчатой ременной передачей.
Кроме того, электронный блок и микроскоп устанавливают в радиационно-защитной камере и управляют ими через электрические связи выносным пультом управления, расположенным вне радиационно-защитной камеры.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Конструкция изобретения представлена на фигурах.
Фиг. 1 - блок-схема устройства.
Фиг. 2 - электронный блок.
Фиг. 3 - электронный микроскоп.
Фиг. 4 - электрический привод блока апертур.
Фиг. 5 - электрический привод детектора обратно отраженных электронов.
Устройство (фиг. 1) состоит из электронного блока 1, микроскопа 2, расположенных в радиационно-защитной камере 3, выносного пульта управления 4, расположенного на удаленном операторском месте, электрических связей 5 и 6, персонального компьютера 7.
Электронный блок 1 (фиг. 2) состоит из станины 8, электронных устройств 9 и свинцового экрана 10 радиационной защиты.
Микроскоп 2 состоит из (фиг. 3) станины 11, стола 12, электронной пушки 13, камеры образцов 14, столика 15 с электроприводом для крепления образцов, дверцы 16 камеры образцов, спектрометра 17 энергетической дисперсии, спектрометра 18 волновой дисперсии, свинцового экрана 19 радиационной защиты спектрометра 18, датчика вакуума 20, блока управления и турбомолекулярного насоса 21 для создания высокого вакуума, ручки 22 привода блока апертур, ручки 23 привода детектора обратно отраженных электронов.
Ручка 22 привода блока апертур (фиг. 4) для осуществления движения в одном направлении оснащена шаговым двигателем 23 и зубчатой парой 24 и 25. Для осуществления движения в перпендикулярном направлении ручка привода оснащена шаговым двигателем 26, валом 27 и эластичной муфтой 28.
Ручка 23 привода детектора обратно отраженных электронов оснащена шаговым двигателем 29, зубчатыми шкивами 30 и 31, зубчатым ремнем 32.
Датчик вакуума 20 оснащен свинцовым экраном 33 радиационной защиты.
Блок управления и турбомолекулярный насос 21 оснащены свинцовым экраном 34 радиационной защиты.
Устройство работает следующим образом. В камеру образцов на столик 15 посредством дистанционного копирующего манипулятора специалистом, находящимся в операторском помещении, устанавливается исследуемый радиоактивный образец. Затем посредством дистанционного копирующего манипулятора оператор закрывает дверцу 16 камеры образцов. С помощью турбомолекулярного насоса 21 из камеры 14 образцов откачивается атмосферный воздух. Подают высокое напряжение на электронную пушку 13 и производят регулировку направленного электронного пучка с помощью блока апертуры, подавая электрические сигналы на шаговые электродвигатели 23 и 25 с выносного пульта управления 4, расположенного в операторском помещении. Для получения электронно-микроскопического изображения в обратно отраженных электронах с помощью шагового двигателя 29 и ременной зубчатой передачи с выносного пульта управления 4 производят регулировку выдвигающегося детектора в рабочее положение.
Для локального элементного анализа радиоактивного образца используют спектрометр 17 энергетической дисперсии, а также спектрометр 18 волновой дисперсии, который защищен свинцовым экраном 19 от направленного излучения радиационного образца.
Для снижения воздействия радиоактивного излучения, испускаемого исследуемым образцом, размещенным на рабочем столике микроскопа, датчик вакуума 20, блок управления и турбомолекулярный насос 21 оснащены свинцовыми экранами 33 и 34 радиационной защиты.
Кроме того, электронные устройства 9 электронного блока 1 защищены свинцовым экраном 10.
Таким образом, выше изложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение относится к сканирующим электронным микроскопам и предназначено для изучения радиоактивных образцов в радиационно-защитной камере с визуализацией данных на экране компьютера,
- для заявленного устройства, в том виде как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач: расширение функциональных возможностей путем использования СЭМ в радиационно-защитной камере.
1. Устройство получения электронно-микроскопического изображения и локального элементного анализа радиоактивного образца методом электронной микроскопии в радиационно-защитной камере, включающее электронный блок и микроскоп, состоящий из станины с расположенной на ней электронной пушкой, камеры образцов, спектрометра энергетической дисперсии, спектрометра волновой дисперсии, турбомолекулярного насоса для создания высокого вакуума, датчика вакуума, ручки привода блока апертур, ручки привода детектора обратно отраженных электронов, отличающееся тем, что электронный блок, датчик вакуума, спектрометр волновой дисперсии, блок управления и турбомолекулярный насос оснащены свинцовыми экранами радиационной защиты от исследуемого радиоактивного образца, размещенного на рабочем столике микроскопа, кроме того, ручка привода блока апертур оснащена двумя электрическими приводами для перемещения апертур по двум взаимно перпендикулярным направлениям в одной плоскости, а ручка привода детектора обратно отраженных электронов оснащена электрическим приводом и зубчатой ременной передачей.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок и микроскоп устанавливают в радиационно-защитной камере и управляют ими через электрические связи выносным пультом управления, расположенным вне радиационно-защитной камеры.
