DE1085965B - Quelle extrem-ultravioletten Lichtes - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Quelle extremultravioletten Lichtes und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer extrem-ultravioletten Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 1216 Ä.

Es wurde festgestellt, daß Luft im wesentlichen durchlässig für Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 1216 Ä ist, aber daß Wasser solche Strahlung stark absorbiert. Diese Eigenschaften bilden die Grundlage für ein System zum Bestimmen der Feuchtigkeit oder des. Wasserdampfgehaltes der Luft. Das System besteht aus einer Quelle der 1216-A-Strahlung, die so angeordnet ist, daß diese Strahlung durch eine Luftprobe hindurchgeht, wonach sie in einem Photonenzählrohr, das für solche Strahlung empfindlich ist, nachgewiesen wird. Die USA.-Patentschrift 2 715195 beschreibt ein derartiges Nachweisgerät, das mit einem geeigneten, für die 1216-Ä-Strahlung durchlässigen Fenster und einer geeigneten Gasfüllung, z. B. Stickstoffmanoxyd, versehen ist. Je höher der Wassergehalt der Luft, um so stärker wird das Licht dieser Wellenlänge geschwächt und um so niedriger ist die Zählgeschwindigkeit des Nachweisgerätes. Durch Vergleich dieser Zählgeschwindigkeit mit derjenigen in Luftproben mit einer bekannten Feuchtigkeit kann der Wasserdampfgehalt der unbekannten Luftprobe genau bestimmt werden.

Das Herz eines vorstehend beschriebenen Systems ist eine Quelle der 1216-Ä-Strahlung, die eine lange Lebensdauer, und große Stabilität aufweisen soll. Zweck der Erfindung ist, eine derartige Quelle zu schaffen.

Die Quelle extrem-ultravioletten Lichtes nach der Erfindung besteht aus einer mit radioaktivem Tritiumgas gefüllten Hülle, die einen Fensterteil enthält, der für das zu erzeugende extrem-ultraviolette Licht durchlässig ist. Es wurde gefunden, daß die vom zerfallenden, radioaktiven Tritium erzeugten Betateilchen geringer Energie die Wasserstoff- oder Tritiumatome, die aus dissoziierten Tritiummolekülen hervorgegangen oder gesondert vorgesehen worden sind, anzuregen vermögen, so daß die angeregten Wasserstoff- oder Tritiumatome eine Reihe von Strahlungen aussenden, worunter sich die Strahlung mit einer Wellenlänge von 1216 A befindet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der

Fig. 1 ein Querschnitt durch eine Ausführungsform der Quelle extrem-ultravioletten Lichtes gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform ist.

Fig. 1 zeigt eine luftdichtverschlossene Hülle I₁ die aus Glas, Metall oder sonst einem im wesentlichen gasdichten Material bestehen kann, das undurchlässig für

Anmelder:

N. V. Philips'Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
ίο Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. Juli 1958

Charles Franklin Hendee, Irvington-on-Hudson, N. Y.,

und Samuel Fine, New York, N. Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

Strahlung mit einer. Wellenlänge von 1216 Ä ist. Eine Wand der Hülle enthält ein Fenster 2, das im wesentliehen durchlässig für extrem-ultraviolettes Licht oder Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 1216 Ä ist. Ein geeignetes Fenstermaterial für diese Strahlung ist Lithiumfluorid. Die gegenüberliegende Wand der Hülle ist zum Einbringen eines gewünschten Gases in die Hülle und zum nachfolgenden Verschluß derselben bei 3 benutzt worden. Innerhalb der Hülle befindet sich eine Menge von radioaktivem Tritiumgas 4 unter einem Druck von z. B. 1 Atmosphäre. Dieser Druck ist jedoch nicht kritisch, da der Druck oder die Menge des vorhandenen Tritiums lediglich die Intensität der Lichtabgabe bestimmt.

Radioaktives Tritium, ein schweres Isotop des Wasserstoffs hat eine Halbwertszeit von 12,26 Jahren. Während des Zerfalls des radioaktiven Tritiums werden nur Betateilchen geringer Energie mit einer Höchstenergie von etwa 18 keV und einer mittleren Energie von etwa 5 keV (und keine Gammastrahlen) emittiert. Für jedes Curie des radioaktiven Materials werden in der Sekunde 3,7-10¹⁰ Betateilchen erzeugt, und jeder Kubikzentimeter, dieses Gases enthält bei atmosphärischem Druck etwa 2,6 Curie. Die vom radioaktiven Tritium emittierten Betateilchen dissoziieren in der Hülle vorhandene Wasserstoff- und Tritiummoleküle, und die so erzeugten Wasserstoffatome werden zusammen mit den in der Hülle vorhandenen Tritiumatomen von den Betateilchen angeregt, so daß sie eine Reihe von Spektrallinien aussenden, unter denen sich die gewünschte Strahlung von etwa 1216 Ä befindet. Das im Gas vorhandene atomare Tritium

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rührt vom dissoziierten Tritium und der atomare Wasserstoff von dem dem radioaktiven Tritium zugesetzten nichtradioaktiven Wasserstoff her. Das Mischverhältnis ist nich kritisch und hängt von dem Druck ab, den das Gas in der Hülle aufweisen soll. Die emittierte 1216-Ä-Strahlung geht durch den durchlässigen Fensterteil 2 hindurch und steht somit außerhalb der Hülle zur Verfügung, was durch die gestrichelten Linien 5 angedeutet ist.

Die vorstehend beschriebene Quelle extrem-ultravioletten Lichtes weist mehrere wichtige Vorteile auf. Zunächst ist die Vorrichtung in sich geschlossen und durch einen äußerst einfachen Bau gekennzeichnet, der eine sehr lange Lebensdauer hat und sehr stabil ist. Ein wichtiges Merkmal ist weiter, daß keine Streustrahlung außerhalb des Bereiches sichtbaren oder benachbarten Lichtes aus der Quelle austritt, d. h., daß keine Betateilchen aus der Quelle ausströmen und auch während des Zerfalls keine Gammastrahlen emittiert werden. Es werden deshalb keine Betateilchen emittiert, weil die durch den Zerfall des radioaktiven Tritiums erzeugten Teilchen, die nicht vom Gas selbst absorbiert werden, leicht in den Wänden, und dem Fenster, die die Gashülle bilden, absorbiert werden, da sie ein sehr niedriges Energieniveau aufweisen. Dies ist wichtig bei Systemen, bei denen solche Quellen Anwendung finden, weil von der Quelle herrührende Betateilchen oder Gammastrahlung vom Zählrohr des Systems gezählt werden, so daß sich irreführende Zählungen ergeben würden, weil diese Strahlungsformen nicht von Wassermolekülen geschwächt werden.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, bei der ein erhitztes Glied, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein durch Stromdurchgang heizbarer Glühdraht 6> in der gasgefüllten Hülle 1 angebracht ist. Die Anwesenheit eines erhitzten Gliedes führt Dissoziation molekularen Wasserstoffes oder molekularen Tritiums in der Hülle herbei, so daß sich eine größere Menge an atomarem Wasserstoff oder Tritium ergibt, die von den emittierten Betateilchen aus dem zerfallenden Tritium angeregt werden können. Der Glühdraht kann aus Wolfram oder einem üblichen Glühdrahtmaterial bestehen. Außerdem können die für extrem-violettes Licht undurchlässigen Wandteile mit einem metallischen überzug 7 versehen werden, der als Reflektor zur Erhöhung der Intensität der Lichtabgabe in der gewünschten Richtung dient. Ein geeignetes Material für diesen Zweck ist Platin.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Quelle extrem-ultravioletten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer mit radioaktivem Tritiumgas gefüllten Hülle besteht, die einen für extrem-ultraviolettes Licht durchlässigen Teil aufweist.

2. Quelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tritiumgas nichtradioaktives Wasserstoffgas zugesetzt ist.

3. Quelle extrem-ultravioletten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer vakuumdicht verschlossenen Hülle, die einen für extrem-ultraviolettes Licht nichtdurchlässigen Teil und einen für extrem-ultraviolettes Licht durchlässigen Fensterteil enthält, und radioaktivem Tritiumgas in der Hülle besteht.

4. Quelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster aus Lithiumfluorid besteht.

5. Quelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die innerhalb der Hülle atomarer Wasserstoff oder atomares Tritium erzeugt werden können.

6. Quelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Mittel aus einem Glühdraht bestehen, der innerhalb der Hülle erhitzbar ist.

7. Quelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtdurchlässige Teil der Hülle mit einem reflektierenden Überzug versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 646 414.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©1 009 568/145 7.60