质子激发X射线荧光分析

利用原子受质子激发后产生的特征 X射线的能量和强度来进行物质定性和定量分析的方法。简称质子 X射线荧光分析,英文缩写为PIXE。质子X 射线荧光分析是20 世纪70 年代发展起来的一种多元素微量分析技术,其分析灵敏度可达10-16 克,相对灵敏度可达10-6~10-7 克/克。原则上可分析原子序数大于13 的各种元素。80 年代前期,可实际测定的元素有:自铝至铈(氩、氪、氙、锝、钯和碲除外)、自钽至铋(铼、锇、铱除外)、钍和铀,有的设备还可分析镁和硼,共可测52 种元素。

质子激发X射线荧光分析基本信息

中文名称 质子激发X射线荧光法 外文名称 PIXE,Proton Induced X-ray Emission

质子X 射线荧光分析的主要实验装置包括:①加速器,一般用质子静电加速器,选用能量为1~3 兆电子伏的质子,在此能量范围内,质子激发X射线的产额高,灵敏度高;质子的能量再高时,将会引起许多核反应,使本底增大;能量再低时,质子的穿透能力下降,只能用于表面分析。②靶室(或称散射室),是分析样品放置处,其中有特制的样品架,并且包括质子束准直系统、均束装置和集束装置,有探测窗连接探测器,靶室和真空系统相连接。③X 射线能谱分析仪,常用硅(锂)能谱仪。在质子束照射下,样品发射出的特征X 射线穿过铍窗、空气层和吸收片,进入硅(锂)能谱分析仪。这种谱仪在一次测量中可以记录样品中所有可分析元素的特征X 射线谱,配合电子计算机,可进行在线分析,直接给出各元素的含量。

质子激发X射线荧光分析造价信息

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在质子X 射线荧光分析中所测得的X 射线谱是由连续本底谱和特征X 射线谱合成的叠加谱。样品中一般含有多种元素,各元素都发射一组特征X 射线谱,能量相同或相近的谱峰叠加在一起,直观辨认谱峰相当困难,需要通过复杂的数学处理来分解X 射线谱。解谱包括本底的扣除、谱的平滑处理、找峰和定峰位、求峰的半高宽和峰面积。谱的数学解法已研究出多种,并已编制成计算机程序。从解X 射线谱中可得到某一待测元素的特征谱峰的面积(峰计数),根据峰面积可计算出该元素的含量。这种直接计算的办法需要对探测系统标定探测效率、确定探头对靶子所张立体角、测定射到靶子上的质子数等。

在实际分析工作中多采用相对测定法,即将试样和标样同时分析比较,

设试样和标样中待测元素的特征X 射线谱峰计数为NX 和NS,含量为Wx 和WS则得:

Wx=NxWs/Ns

基本原理是用高速质子照射样品,质子与样品中的原子发生库仑散射。原子内层电子按一定几率被撞出内壳层,留下空穴,较外层电子向这个空穴跃迁时发射出特征X 射线。用探测仪器探测和记录这些特征X 射线谱,根据特征X 射线的能量可定性地判断样品中所含元素的种类,根据谱线的强度可计算出所测元素的含量。

质子激发X射线荧光分析常见问题

  • X射线荧光光谱分析的结构

    X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大,用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由...

  • x射线荧光光谱分析仪的优缺点有哪些

    仪器是较新型X射线荧光光谱仪,具有重现性好,测量速度快,灵敏度高的特点。能分析F(9)~U(92)之间所有元素。样品可以是固体、粉末、熔融片,液体等,分析对象适用于炼钢、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻...

  • x射线荧光光谱分析仪的优缺点有哪些

    优点:原装进口电制冷探测器,可以快速分析从11Na到92U之间的全部元素,精度高、测量时间短,它可以广泛用于有色矿山、钢铁、水泥、耐火材料、不锈钢、合金等领域特点:1. 同时分析元素周期表中由钠(Na...

质子X 射线荧光分析一般在真空中照射样品(称作真空分析或内束技术),但也发展了一种非真空分析技术(或称外束技术),即将质子束从真空室中引出,在空气(或氦气)中轰击样品。真空分析可能引起厚样品积累正电荷(质子电荷)而吸引周围电子,造成本底增高。非真空分析由于样品周围空气电离而有导电性,可消除电荷积累;空气有冷却作用,可使样品不易损坏。此外,在真空室外更换样品比较方便,液体或放气样品不受限制,样品尺寸也可不受靶室的限制。但是空气中的氩和氪对某些轻元素的分析有干扰作用。

质子激发X射线荧光分析文献

X射线荧光分析仪在水泥生产中的应用 X射线荧光分析仪在水泥生产中的应用

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X 射线荧光分析仪在水泥生产中的应用 祝建清 ,吴松良 (浙江红火集团 江山虎球水泥有限公司 ,浙江 江山 324109) 中图分类号:TQ172.16 文献标识码:B 文章编号:1002-9877(2009)04-0050-04 我公司 于 2008 年 5 月份 引进一台 Venus200 X 射线荧光 分析仪,经过 5 个多月的使用和维护 ,建立 了生料、熟料、废铝土 、石 煤渣、石灰石和铜矿渣 6 条 工 作曲 线 ,能较 稳 定分析各种物料中的 SiO2、Al 2O3、 Fe2O3、CaO、MgO、K2O 和 Na2O 的含量,为生料配料和 2 样片的制备 在水泥行业的应用中 ,熔片法虽然能消除颗粒效 应及矿物效应 ,准确性较好 ,但因操作费时 、成本较高 而尚未被广泛采用 ;压片法则操作简单 、快速 ,是目前 国内水泥厂主要采用的 XRF 制样方法 。我公司采用 压片法 。 2

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X射线荧光分析石灰石标样的制作 X射线荧光分析石灰石标样的制作

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我公司荧光分析制样选择制作成本较低的压片法。该方法虽然分析速度快、精度高,但如果标样配制不好,工作曲线不理想,荧光分析仪就很难发挥它的优势。本文介绍荧光分析石灰石标样的制作过程。

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电子激发X荧光分析的轫致辐射本底比PIXE高二个量级以上,因此分析灵敏度低得多。但是,用聚焦的电子束激发样品表面1微米的区域,使产生元素的特征X 射线,可以观察样品表面组成的局部变化。用这种方法能测定合金、矿物、陶瓷等样品中的夹杂物和析出物,决定合金元素的局部富集区等。

简称PIXE,它应用的带电粒子可以是质子、α粒子或重离子,目前使用最多的是质子。它是用加速器(常用静电加速器产生的几兆电子伏能量的质子束轰击样品,质子使样品中各元素原子的内层电子电离,接着较外层的电子向内层跃迁,同时发射X射线。由于各种元素发射具有特定波长(或能量)的标识X射线,可利用锂漂移硅探测器及能谱分析仪来确定元素的种类。而标识谱线强度可用来确定元素含量。

在PIXE技术中,可以将原始的样品(如金属、粉末、生物组织)直接作为靶进行分析。这样的靶往往是厚靶,它制备方便,但数据处理比较复杂,灵敏度也差。另一种是将样品进行灰化、溶解等处理,然后把它置于一定的衬底膜上,作为靶进行分析。这类靶称为薄靶,可以不考虑质子在靶中的能量损失和X 射线的自吸收,获得及处理数据都比较容易,灵敏度也好。但制靶工艺比较复杂,容易受到环境的污染。

用PIXE方法作元素测定时,通常有绝对测定法和相对测定法之分。对于薄靶,绝对法的计算含量公式为 ,

式中WjNjAjσXj分别为第 j个元素的含量、特征峰计数、原子量、标识X射线的产生截面,Ω为探头的立体角,εj为探测器对第j个元素的X射线的探测效率,N0为阿伏伽德罗常数,n0为射到靶上的单位面积中的质子数,t为X射线从靶中穿出的透射率。这方法在实际使用时较困难,因实验条件的变化、参量的不稳定都影响测量结果。工作中往往用相对测定法,其中以内标法用得最多。它是将已知量的元素放入靶中作为标准,通过同已知内标相比较来确定待测元素含量。测量数据的处理是质子X荧光分析工作中的一个重要环节。现都采用计算机在线分析。

PIXE方法绝对灵敏度高,绝对探测极限可达10克(指束点面积为几平方毫米),相对灵敏度可达10~10,因此取样量少;这种方法的元素分辨本领好,可进行多元素同时分析,甚至可不破坏样品,适合于对珍贵稀缺的考古样品、生物样品和环境样品等的分析。由于采用计算机在线数据处理,分析速度快。一般一个样品的整个分析过程仅需几分钟。如果将质子束聚焦成直径为几微米的细束,并对样品进行逐点测量,可以得到有空间分辨的元素含量分布图,这时探测极限可改善到10~10克。但是,PIXE方法对于原子序数小于11的元素,因探测器窗吸收等原因,灵敏度很差。

PIXE方法已成为一种有力的分析手段,被广泛地应用于生命科学、环境科学、考古学、法学以及材料科学等方面。

确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法。它用外界辐射激发待分析样品中的原子,使原子发出标识X射线(荧光),通过测量这些标识X射线的能量和强度来确定物质中微量元素的种类和含量。根据激发源的不同,可分成带电粒子激发X荧光分析,电磁辐射激发X荧光分析和电子激发X荧光分析。

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