COLIMADOR DE MICROHACES QUE PRESENTA UN CAPILAR DE TIPO IRIS PARA LA COMPRESION DE HACES.

Colimador de microhaces para comprimir haces, en el que dicho colimador (1) presenta unos medios de canal para proporcionar un canal (2) que presenta una sección transversal y guiar dichos haces desde un extremo de entrada hasta un extremo de salida de dicho canal,

caracterizado porque dichos medios de canal están formados como un capilar de tipo iris mediante por lo menos tres elementos de varilla (3, 4, 5, 6) presentando cada uno de los mismos por lo menos una superficie de delimitación (7) para delimitar dicha sección transversal, en el que dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) pueden desplazarse unos contra otros a lo largo de dichas superficies de delimitación (7) de tal manera que la geometría de dicha sección transversal es variable

Colimador de microhaces que presenta un capilar de tipo iris para la compresión de haces.

La presente invención se refiere a un colimador de microhaces que presenta un capilar de tipo iris para comprimir o concentrar los haces. La presente invención se puede aplicar en la formación de microhaces de rayos X o microhaces de neutrones. Los campos adicionales de aplicación comprenden la litografía por rayos X y la producción de dispositivos mecánicos miniaturizados.

Es conocida en la técnica la utilización de un capilar de cristal para la formación de microhaces de rayos X con el fin de proporcionar una resolución elevada en diversos estudios relacionados con la caracterización de materiales. Todas las realizaciones de las técnicas anteriores se basan en la principal de una pluralidad de reflexiones de rayos X procedentes de la superficie interior lisa de un capilar de cristal.

El documento US nº 4.754.147 da a conocer un colimador, en particular para aplicaciones médicas, que permite un ajuste rápido del haz (rayos X, haces de neutrones o de partículas cargadas) para los distintos pacientes. El colimador descrito presenta unos medios de canal dispuestos mediante una pluralidad de varillas anidadas dispuestas en una placa de soporte y que se pueden desplazar individualmente en paralelo entre sí hacia el haz para configurar la sección transversal del mismo.

Una exploración con rayos X de alta resolución en zonas ultrapequeñas de materiales amplió el campo de aplicación de diversas técnicas de laboratorio e industriales, tales como la difracción, la espectroscopia, la fluorescencia, así como la refinación de metales, la realización de semiconductores y cerámicas [véanse las referencias 1 y 2 de las técnicas anteriores]. El interés cada vez mayor en el microanálisis por rayos X en diversos campos de investigación y comerciales han supuesto una gran demanda de procedimientos de formación de microhaces de rayos X. No obstante, la técnica más popular continua siendo la utilización de tubos capilares de cristal con una sección transversal con respecto a su longitud de tamaños distintos (habitualmente cónica o parabólica) tanto simples tales como monocapilares o compuestos tales como concentradores policapilares.

La generación de haces de rayos X de alta intensidad de un tamaño micrométrico se alcanza mediante una reflexión total múltiple de rayos X [véanse las referencias 5, 6 de las técnicas anteriores] en el interior de los tubos capilares de cristal con óxido de plomo [véanse las referencias 1 a 4, 7, 8 de las técnicas anteriores]. Al dirigir la fuente de rayos X hacia la entrada del capilar, el rayo incidente se puede comprimir siempre que el ángulo de incidencia de cada reflexión permanezca por debajo del valor crítico ?_c que se calcula, en la forma simplificada, como ?_c = (2d)^1/2 y d = (N e² ?² Z ? /(2p m c² A), en la que N = número de Avogadro, e = carga de electrones, ? = longitud de onda de la radiación, Z = número atómico, ? = densidad del material, m = masa de electrones, c = velocidad de la luz y A = masa atómica [ver las referencias 3, 4 de las técnicas anteriores].

En el caso del cristal con óxido de plomo y los fotones de rayos X de 8 KeV, ?_c no ha de superar los 3 mrad (0.17º [ver la referencia 9 de las técnicas anteriores]. Ello significa que un capilar de cristal con óxido de plomo de una longitud aproximadamente de 10 cm se limitará a una abertura de entrada comprendida aproximadamente entre 20 y 50 µm si se requiere un tamaño de haz de salida comprendido entre 3 y 11 µm [ver las referencias 1, 7 de las técnicas anteriores]; la boquilla de captación de capilar ha de presentar un tamaño incluso inferior en el caso de energías fotónicas superiores. Por lo tanto, se puede condensar únicamente una pequeña fracción de la radiación incidente, provocando que los experimentos con microhaces se realicen con fuentes de radiación en sincrotrones de alta energía con unas intensidades superiores de entrada de rayos X.

Un posible modo de aumentar la cantidad de radiación que se pueda condensar comprende la utilización de materiales reflectantes con un ?_c superior y mejores propiedades en la óptica de los rayos X. Los materiales ideales para dichos propósitos son los metales pesados con una elevada densidad electrónica. Naturalmente, la realización de un tubo capilar metálico del tipo del capilar de cristal clásico con una pared interior muy lisa resulta muy difícil.

La dificultad mencionada anteriormente se ha superado mediante el colimador de microhaces para investigaciones de XRD de alta resolución según la patente EP 1 193 492 A1. El colimador de microhaces conocido presenta un canal destinado a comprimir los haces de rayos X que se están formando mediante dos placas oblongas pulidas enfrentadas realizadas de uno de los metales o materiales pesados que presentan unas propiedades de reflexión total comparables a las de los metales pesados. El canal destinado a guiar y comprimir los haces presenta una línea - o corte - conformado con una sección transversal rectangular. Se pueden unos medios espaciadores de papel metalizado con espesores distintos en función de las anchuras requeridas del haz generado. Sin embargo, al cambiar la anchura de la sección transversal del canal sustituyendo los medios espaciadores de papel metalizado constituye un procedimiento complicado y lento. Además, el colimador de microhaces no permite un ajuste de las longitudes de la sección transversal del canal que se requieren en algunas aplicaciones.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un colimador de microhaces destinado a comprimir los haces que permita un ajuste sencillo de la anchura de la sección transversal de los haces al mismo tiempo que permite ajustar la longitud de la sección transversal de los haces.

Dicho problema técnico se soluciona mediante un colimador que presente las características según la reivindicación 1. Las características de la presente invención se dan a conocer en las reivindicaciones subordinadas.

Según la presente invención, se propone un colimador de microhaces que presenta unos medios de canal realizados en por lo menos tres elementos de varilla. Cada uno de los elementos de varilla presenta por lo menos una superficie de conformación longitudinal plana que conforma la sección transversal del canal con el fin de guiar y comprimir los haces. Con la pluralidad de todas las superficies de conformación se conforma completamente la sección transversal del canal a lo largo de toda su longitud. Además, los elementos de varilla se pueden desplazar entre sí a lo largo de dichas superficies de conformación y en unas direcciones sustancialmente radiales del tal modo que se puede ajustar fácilmente la geometría, es decir preferentemente la anchura y la longitud, de la sección transversal.

El número de elementos de varilla utilizados en la presente invención puede ser de tres, cuatro, cinco o superior. Preferentemente, se utilizan cuatro elementos de varilla que presentan cuatro superficies de conformación para alojar completamente la sección transversal del canal. Los desplazamientos de las superficies de conformación de los elementos de varilla que se producen sustancialmente en direcciones radiales son movimientos de deslizamiento con los que las superficies de conformación se ponen preferentemente en contacto entre sí. Debido a que la configuración y el movimiento de los elementos de varilla recuerdan la configuración y el movimiento de un iris ocular, el canal o capilar realizado mediante los elementos de varilla según la presente invención se denomina capilar de tipo iris.

El capilar de tipo iris, es decir, la pluralidad de elementos de varilla de la presente invención, se puede disponer en un tubo de soporte para la protección ante los agentes ambientales, en particular contra las fuerzas físicas exteriores. Está previsto un espacio radial con una configuración preferentemente anular entre las superficies exteriores de los elementos de varilla y la superficie interior del tubo de soporte para permitir los desplazamientos sustancialmente radiales de los elementos de varilla destinados a ajustar la geometría de la sección transversal.

Según la presente invención, resulta posible disponer tanto de unos medios de fijación para fijar de un modo deslizante los elementos de varilla en el interior del tubo de soporte como de unos medios de ajuste para realizar los desplazamientos de los elementos de varilla en unas direcciones sustancialmente...

1. Colimador de microhaces para comprimir haces, en el que dicho colimador (1) presenta unos medios de canal para proporcionar un canal (2) que presenta una sección transversal y guiar dichos haces desde un extremo de entrada hasta un extremo de salida de dicho canal, caracterizado porque dichos medios de canal están formados como un capilar de tipo iris mediante por lo menos tres elementos de varilla (3, 4, 5, 6) presentando cada uno de los mismos por lo menos una superficie de delimitación (7) para delimitar dicha sección transversal, en el que dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) pueden desplazarse unos contra otros a lo largo de dichas superficies de delimitación (7) de tal manera que la geometría de dicha sección transversal es variable.

2. Colimador de microhaces según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de canal están formados mediante cuatro elementos de varilla (3, 4, 5, 6).

3. Colimador de microhaces según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) están montados en un tubo de soporte (8), en el que está previsto un espacio (9) entre dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) y dicho tubo de soporte (8) con el fin de permitir los desplazamientos de dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) para variar la geometría de dicha sección transversal.

4. Colimador de microhaces según la reivindicación 3, caracterizado porque están previstos unos medios de ajuste (10, 11, 12, 13, 14 ,15, 16, 17) para realizar los desplazamientos de dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) para variar la geometría de dicha sección transversal.

5. Colimador de microhaces según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) están montados en dicho tubo de soporte (8) mediante únicamente dichos medios de ajuste (10, 11, 12, 13, 14 ,15, 16, 17).

6. Colimador de microhaces según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque dichos medios de ajuste (10, 11, 12, 13, 14 ,15, 16, 17) están previstos en dicho extremo de entrada y dicho extremo de salida de dicho canal.

7. Colimador de microhaces según la reivindicación 6, caracterizado porque dichos unos medios de ajuste (10, 11, 12, 13, 14 ,15, 16, 17) están previstos además en la parte media de dicho canal.

8. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque dichos medios de ajuste son unos tornillos de ajuste (10, 11, 12, 13, 14 ,15, 16, 17) que penetran dicho tubo de soporte (8).

9. Colimador de microhaces según la reivindicación 8, caracterizado porque dichos medios de ajuste comprenden por lo menos cuatro pares (10, 11; 12, 13; 14, 15; 16, 17) de tornillos de ajuste, estando cada par asociado a uno de los elementos de varilla (3, 4, 5, 6), en el que el primer tornillo de ajuste (10) de cada par se acopla con un orificio roscado (17) en dicho elemento de varilla (5) y el segundo tornillo de ajuste (11) de cada par se acopla con una superficie de contacto exterior (18) de dicho elemento de varilla (5).

10. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) son deformables para ajustar distintos tamaños de dicha sección transversal en dicho extremo de entrada y dicho extremo de salida de dicho canal (2).

11. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) son torsionables para ajustar la orientación de dicha sección transversal en dicho extremo de entrada y dicho extremo de salida de dicho canal (2).

12. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) presentan una sección transversal en forma de sector.

13. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) presentan una sección transversal de forma triangular.

14. Colimador de microhaces según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque dichos elementos de varilla (3, 4, 5, 6) presentan una sección transversal de forma cuadrada.