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EDiX-Ⅲ型X光管在能量色散X荧光分析中的应用研究

李丹

   X光管是能量色散X荧光分析的重要激发源之一,以往大多只用在实验室分析。便携式X射线荧光分析仪及现场原位分析中,大多采用同位素激发源。随着微型X光管制造水平的提高及其商品化,X光管以其独特的优点给现场能量色散X荧光分析技术注入了新的活力。本论文源自国家863项目—“海底原位X射线探针分析系统研制”(编号2006AA09Z219),旨在建立以微型X光管作激发源时,能量色散X荧光分析的基本方程,并通过理论和实验分析总结出不同条件下的最优化参数。为便携式X射线荧光分析仪的研发、降低系统的检出限和提高分析精度提供科学依据。 本论文对EDiX-Ⅲ型X光管在能量色散X荧光分析中的应用问题展开研究。取得的主要研究成果有: 1)从X光管发射的原级连续谱入手,建立了使用连续能量的X射线激发时的能量色散X荧光分析的基本方程。 2)针对EDiX-Ⅲ型X光管及XR-100CR型Si-PIN探测器(14mm~2灵敏区面积和500μm厚度),通过理论分析和系统实验,确立了X光管、样品与探测器(简称“管-样-探”)三者之间最佳几何条件参数:入射角的范围为70°~75°;出射角的范围为70°~75°;X光管与样品之间的距离范围为11~12mm;探测器与样品之间的距离范围为10~11mm,为仪器探头的优化设计提供了几何参数依据。 3)通过理论分析和实验数据得到特征峰峰面积、峰背比随X光管管电流、管电压的改变所呈现出的变化趋势。当管电流固定为1.125μA,管电压在0~40kV范围内变化时,特征峰峰面积随管电压的增大而增大(在管电压较大时,由于计数率过载,特征峰峰面积随管电压的增大而增大的趋势渐缓),特征峰峰背比随管电压的增大先增加后减小;当管电压为最佳激发电压,管电流在0~50uA范围内时,特征峰峰面积随管电流的增大先增加后减小,特征峰峰背比随管电流的增大而减小。 4)在实验基础上,建立了不同元素的最佳工作电压模型,即:X光管的最佳工作电压与待测元素的吸收限(或原子序数)呈线性正相关关系。 5)采用自制的探测装置,测定了地球化学指示元素Cu、As、Pb的检出限,分别为1.3ug/g、1.4ug/g、5.3ug/g,比~(238)Pu同位素源改善了4~10倍,大大优于~(238)Pu同位素源激发时的检出限。 6)实测26个地球化学标准样品,其中Ti、Mn、Fe的合格率分别达到92.3%、85%、100%;Ti、Mn、Fe的测量精确度分别为5.67%、4.32%、1.13%。研究成果也成功推广到合金分析、RoHS指令检测等研究领域,对镍铁合金样品中Fe、Ni的分析误差分别小于0.17%、0.21%,Fe、Ni的测量精确度分别为0.94%、1.02%;对聚乙烯中Br的平均相对误差、测量精确度分别为4.9%、2.51%。……   
[关键词]:能量色散X射线荧光分析;X光管;实验;最佳条件
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工大学2008年