книги из ГПНТБ / Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ
.pdfд л я пороговой чувствительности величину порядка 0,001%- Действительно; материалы, приведенные в мно гочисленных работах, показывают, что при отсутствии мешающих элементов и благоприятном спектральном со ставе возбуждающего излучения пороговая чувствитель-
Е,юв,
Рис. 69. Спектр пробы морских О Т Л О Ж Є І Ш І І с со держанием стронция 0,005%, полученный с помо щью Si—Li-детектора.
ность |
порядка |
5 - Ю - 4 — 2 - 1 0 - 3 % |
может |
быть |
обеспечена |
|||||
с использованием |
пропорциональных |
счетчиков |
[105, |
|||||||
109, |
138, 211—213] |
и |
полупроводниковых |
детекторов |
||||||
[214, |
215]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Типичным |
примером |
использования |
рентгенорадио- |
|||||||
метрического |
анализа д л я |
определения |
м а л ы х концент |
|||||||
раций |
может служить определение Fe и Си в рудничных |
|||||||||
водах |
[216]. В диапазоне |
содержаний |
Си 0—1 г/л по |
|||||||
грешность составила |
0,01 |
г/л, или 0,001%. Д р у г о й |
при |
|||||||
мер |
определения малых |
содержаний Sr в пробе |
керна |
|||||||
глубоководных отложений показан на рис. 69. |
|
|
||||||||
Сцинтилляционные счетчики |
из-за |
их |
невысокого |
энергетического разрешения позволяют получить порог чувствительности на порядок выше. Минимальный по рог имеет место, когда энергия первичного излучения в 1,2—1,8 раза превосходит потенциал возбуждения, при
этом |
величина a^/PiWvA |
достаточна |
м а л а |
и н а л о ж е |
|
ние |
пика рассеянного |
излучения |
на |
флюоресцентный |
|
пик |
отсутствует. Конечно, т а к а я |
пороговая |
чувствитель- |
ность может Оыть получена лишь при отсутствии в про бе больших количеств посторонних химических элемен тов, эффективно в о з б у ж д а е м ы х первичным излучением наряду с . определяемым элементом. Присутствие таких элементов ведет к повышению загрузки, увеличению фона в рабочем к а н а л е и повышению пороговой чувстви тельности на 1—2 порядка и более. Д р у г и м условием, выполнение которого необходимо д л я реализации такой чувствительности, является постоянство состава иссле
дуемых Проб, |
что позволяет измерять фон |
на |
эталоне, |
|
не с о д е р ж а щ е м определяемого |
элемента . |
Если |
состав |
|
наполнителя |
меняется от пробы |
к пробе, |
возникают |
большие трудности с измерением фона, и не статистика
счета, а методические погрешности в определении |
фона |
|
определяют |
порог чувствительности. |
|
Если энергия в о з б у ж д а ю щ е г о излучения существенно |
||
превосходит |
энергию флюоресцентного излучения, |
сни |
ж е н и е порога чувствительности может быть достигнуто
подбором толщины пробы. Снижение |
фона рассеянного . |
||
излучения при этом |
можно |
получить, |
в ы б р а в толщину |
пробы такой, чтобы |
она, |
оставаясь |
насыщенной д л я |
флюоресценции, была ненасыщенной д л я первичного излучения. Этот метод снижения порога чувствительно сти был применен в работе [ПО].
Ч а с т о порог чувствительности может быть снижен с помощью селективных или дифференциальных фильт ров. Применение фильтров особенно эффективно в слу
чае, когда энергетическое разрешение детектора |
недо |
||||
статочно д л я отделения аналитической линии |
от |
рас |
|||
сеянного |
излучения или |
флюоресценции |
м е ш а ю щ и х |
||
элементов. |
Использование таких |
фильтров |
позволяет |
||
д а ж е со сцинтилляционными |
счетчиками получить |
порог |
|||
чувствительности 1 —5 -10-3 |
% |
[213, 217—219]. |
Б о л е е |
низкий порог в р я д ли может быть получен с использо ванием фильтров, т а к как их флюоресценция, обычно не отделяемая детектором от аналитической линии, не по зволяет получить высокую контрастность.
В работе |
[220] приведен |
интересный |
случай снижения |
||||
порога |
чувствительности с |
помощью селективного |
Zr- |
||||
фильтра |
при |
определении |
Мо с |
источником |
C d 1 0 9 |
и |
|
Si — Li-детектором. Такой |
фильтр |
избирательно |
ослаб |
||||
л я л некогерентно рассеянное излучение |
источника, а |
его |
|||||
флюоресцентное излучение |
отделялось |
детектором |
от |
ЛИНИИ МоКа-
А н а л из м а л ы х абсолютных количеств. Д л я пороговой поверхностной плотности тонкого слоя элемента, нане
сенного на толстую |
рассеивающую подложку, аналогич |
||||||||||||
но в ы р а ж е н и ю |
|
(4.5) |
можно |
составить |
уравнение |
|
|
||||||
|
тпар |
|
= |
3 |
_ |
o f |
_ |
s sin Ф |
. |
|
,, С Ч |
||
|
|
|
1 |
^ |
|
|
(4.6) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
* |
i \ |
П р и н и м а я |
|
в |
|
первом |
приближении, |
что |
1 + V r r - |
r ^ l . |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
ti) |
|
получаем |
/ п п |
о р |
= Сдор |
|
т . е . в длинноволновой |
обла- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ti |
|
|
|
|
|
|
|
сти спектра |
пороговая |
поверхностная |
плотность, |
|
выра |
||||||||
ж е н н а я в |
г/см2, |
|
|
в десятки |
раз меньше |
СП О р, выраженной |
|||||||
в г/г, т . е . на |
п л о щ а д к е |
в |
1 |
см2 минимальное |
опреде |
||||||||
ляемое количество |
вещества |
составит |
Ю - 6 — Ю - 7 |
г. Эта |
|||||||||
величина |
может |
|
быть |
еще |
снижена |
при |
уменьшении |
толщины подложки .
Действительно, результаты многочисленных исследо ваний показывают, что при анализе самых ранообразных элементов, нанесенных на тонкие пленки или бумагу или
входящих в состав тонких пленок, определяемый |
мини |
|
мум составляет величину порядка 0,1—1 |
мкг |
[109, |
221—223]. Использование Si — Li-детектора |
позволило |
получить при определении нанесенного на пленку Мо с
источником C d 1 0 9 |
определяемый минимум |
п-Ю-8 г [224]. |
Д а л ь н е й ш е е |
снижение абсолютного |
определяемого |
минимума может быть достигнуто при ограничении се
чения в о з б у ж д а ю щ е г о |
пучка |
(локальный |
флюоресцент |
||||||||||
ный а н а л и з ) . Так, например, |
при использовании |
д л я воз |
|||||||||||
буждения |
острофокусной рентгеновской |
трубки |
мощ |
||||||||||
ностью 5 |
вт можно |
коллимировать |
первичное |
излучение |
|||||||||
на |
п л о щ а д к е |
~ 0 , 1 |
мм2, |
отстоящей |
на |
2—3 см |
от |
фокуса |
|||||
трубки. |
П р и |
этом |
на |
|
образец |
будет |
|
попадать |
|||||
107 |
квант/сеїі, |
что |
обеспечит |
скорость |
счета |
|
порядка |
||||||
103 |
имп/(сек-мкг) |
и порог |
чувствительности |
до |
|
Ю - 9 г. |
|||||||
|
Другой |
путь снижения |
абсолютного |
определяемого |
минимума был предложен в работе [225]. Возбуждение осуществлялось в вакууме коллимированным пучком от мощной острофокусной трубки под углом, значительно меньшим, чем угол полного отражения . Исследуемый образец, полученный испарением из разбавленного рас твора, помещался на полированную стеклянную пласти-
ну. При этом большая часть первичного излучения испытывала полное отражение и не попадала на детек
тор, регистрировавший |
флюоресценцию |
определяемого |
|||||||
элемента. |
Несмотря |
на |
не очень |
высокое |
|
разрешение |
|||
использованного Si — Li-детектора |
(600 эв), |
абсолютный |
|||||||
определяемый |
минимум |
д л я элементов |
с |
Z=244 - 3 0 со |
|||||
ставил Ю - 9 — Ю - 1 0 |
г/см2 |
при |
фоновой |
поверхностной |
|||||
плотности |
/г-Ю-9 |
г/см2. |
|
|
|
|
|
|
|
Очень м а л ы е количества вещества могут |
быть т а к ж е |
||||||||
исследованы при электронном |
и |
ионном |
возбуждении . |
||||||
Б л а г о д а р я |
высокой |
локальности |
электронного |
микроана |
|||||
лизатора |
исследуемый |
объем |
может |
|
составлять |
||||
~ 1 мкм3, |
т. е. микроанализатор |
позволяет |
исследовать |
||||||
массу вещества |
порядка |
Ю - 1 2 — Ю - 1 3 |
г. Такого ж е по |
рядка может быть определяемый минимум и при ионном возбуждении, однако ничтожно м а л ы й фон позволяет в этом случае получить много меньшую пороговую по
верхностную плотность, доходящую |
до Ю - 9 — 1 0 _ п |
г/см2 |
||
[125, |
126]. |
|
|
|
Таким |
образом, флюоресцентный |
рентгенорадиомет- |
||
рический |
анализ значительно более эффективен при |
ана |
лизе малых абсолютных количеств вещества, чем при анализе м а л ы х концентраций. Отсюда при анализе следов является актуальным вопрос о предварительном концентрировании определяемых элементов. В настоя
щее |
время детально р а з р а б о т а н ы |
многочисленные мето |
ды |
концентрирования, к которым |
относятся выпарива |
ние, экстрагирование, соосаждение, электролиз, исполь зование ионообменных смол и др . Краткий обзор этих методов приведен в работе [226].
Обычно предварительное обогащение позволяет по
высить чувствительность анализа |
на |
2—3 порядка и |
||
обеспечить |
высокую точность з а |
счет |
устранения |
влия |
ния в м е щ а |
ю щ е й среды и неоднородности пробы. |
Х а р а к |
терным примером эффективности предварительного кон
центрирования являются |
результаты определения |
урана |
|||
в горных породах |
[216]. |
U r v с о о с а ж д а л с я |
с B a S 0 4 и |
||
д а л е е определялся |
Si—Li-детектором. |
Коэффициент |
|||
вариации в |
д и а п а з о н е 2 - Ю - 4 — 2 - 10 — 3 % составил |
4,4%. |
|||
2. А н а л и з |
легких |
элементов |
|
|
Флюоресцентный рентгенорадиометрический анализ легких элементов связан с целым рядом трудностей, обусловленных малым квантовым выходом их флюорес-
центи ого излучения, его незначительной проникающей способностью п неблагоприятным для возбуждения этих элементов спектральным составом обычных источников
(радиоизотопов и |
рентгеновских трубок) . |
|
|
WK |
|||||||||||
Как |
видно |
из |
гл. 1, |
п. 4, |
выход |
флюоресценции |
|||||||||
для |
элементов |
второго |
десятка |
на |
1 —1,5 |
порядка |
|
усту |
|||||||
пает |
WK |
элементов середины |
таблицы |
Менделеева, |
а |
для |
|||||||||
элементов |
с Z < 1 0 |
|
на |
два |
и |
более |
порядка . |
Таким |
|||||||
образом, |
при |
фотонном |
возбуждении для |
обеспечения |
|||||||||||
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
приемлемой пороговой |
чувствительности |
интенсивность |
|||||||||||||
первичного |
источника |
д о л ж н а |
быть |
|
достаточно велика. |
||||||||||
М а л а я |
проникающая способность |
флюоресцентного |
излучения легких элементов приводит к необходимости
использовать счетчики |
с |
достаточно тонкими |
окнами. |
|||
Д л я элементов с Z от |
13 |
и |
ниже |
обычно |
используются |
|
проточные пропорциональные |
счетчики, для |
более т я ж е |
||||
лых элементов возможно |
т а к ж е |
использование |
отпаян |
|||
ных пропорциональных счетчиков с тонким |
бериллиевым |
|||||
окном. Хорошие результаты |
при детектировании |
излуче |
ния легких элементов могут быть получены с полупро водниковыми счетчиками, мертвый слой которых может быть сделан достаточно тонким [130]. Другой фактор, осложняющий рентгенорадиометрпческое определение легких элементов — поглощение их излучения воздухом (табл. 17).
Т а б л и ц а 17
Толщина слоя воздуха, ослабляющая флюоресцентное излучение элементов в 2 раза
|
Атом |
Энер |
Толщина |
|
|
Элемент |
гия |
ли |
слоя поло |
Элемент |
|
ный |
нии |
ка, |
винного |
||
|
номер |
кэв |
ослабле |
|
|
|
|
ния, см |
|
||
|
|
|
|
|
|
Na |
11 |
1,04 |
0,20 |
р |
|
Mg |
12 |
1,26 |
0,32 |
S |
|
Al |
13 |
1,49 |
0,50 |
С1 |
|
Si |
14 |
1,75 |
0,76 |
|
Энер Атом гия ли ный нии К , номер кэв а
152,02
162,32
172,62
Толщина слоя поло винного ослабле ння, см
1,16
1,68
2,37
Обычно определение элементов начиная от Z = 1 4 (Si) проводится в вакууме или Не, однако при малом
расстоянии |
м е ж д у окном детектора |
и |
образцом, не пре |
в ы ш а ю щ е м |
2—3 мм, для элементов |
с |
Z ^ 1 2 удовлетво- |
рительные результаты могут быть получены и при ана
лизе |
в |
воздухе [108, 219, |
229]. Контрастность |
при |
этом |
|
д л я |
А1 всего в 2—3 |
раза |
меньше, чем при анализе |
в Не . |
||
Д л я |
устранения |
трудностей, связанных |
с поглоще |
нием флоресцентного излучения в воздухе и окне про порционального счетчика', в работе [81] предложен без оконный проточный пропорциональный счетчик, имею щий общий объем с камерой образцов . Пр и использо вании различных газов (Не, С Н 4 , Ne, Аг) или их смесей можно обеспечить высокую эффективность регистрации для элементов от С и выше. В работе [230] предложено
устройство д л я быстрого ввода |
образца |
в такой |
счетчик |
|||
с минимальным |
загрязнением |
(до 0,005%) |
газа |
|
возду |
|
хом и с минимальным искажением электрического |
поля |
|||||
счетчика. Анализатор легких элементов |
с |
безоконным |
||||
счетчиком в настоящее время выпускается серийно |
[231]. |
|||||
Н а и б о л ь ш и е |
трудности при |
а н а л и з е |
легких |
элемен |
||
тов возникают с источниками в о з б у ж д а ю щ е г о |
излучения. |
Обычные радиоизотопные источники фотонов м а л ы х энер
гий (H 3 /Zr, H 3 / T i , Fe 5 5 ) |
не |
обеспечивают |
приемлемого |
|
порога |
чувствительности |
из-за малой контрастности и |
||
низкой |
скорости счета. |
При |
использовании |
в качестве |
детектора проточного пропорционального счетчика конт растность обычно составляет 5—30 и скорость счета на
чистом элементе 20—100 илиг/сек. |
Порог |
чувствительно |
||
сти при этом д л я А1 и Si /г - 1 0 - 1 % и д л я более |
т я ж е л ы х |
|||
элементов / г - 1 0 - 2 % [72, 111, 232—234].. |
|
|
||
Несколько |
лучшие результаты |
(контрастность до 100 |
||
и более) были |
получены при определении |
S и С1 с источ |
||
ником Fe 5 5 и |
Si — Li-детектором |
[235], |
однако |
какие - |
либо данные по более легким элементам в работе от сутствуют.
Условия анализа с этими источниками значительно ухудшаются, если в пробах присутствуют большие коли чества элементов с Z = 19-^-22, интенсивная флюоресцен ция которых перегружает счетный к а н а л и ведет к даль нейшему снижению контрастности. В связи с этим
представляет интерес |
применение |
источника Н 3 / С а , |
|||
обеспечивающего |
избирательное |
возбуждение |
элементов |
||
с Z < 1 9 [236]. |
|
|
|
|
|
Простое увеличение активности источника не приво |
|||||
дит к положительным |
результатам |
из-за |
перегрузки |
||
счетного к а н а л а |
рассеянным первичным излучением и |
||||
флюоресценцией |
более |
т я ж е л ы х |
элементов, |
присутст- |
в у ю щ их в пробе . |
Т а к ж е неудовлетворительны |
при |
воз |
|||||||
буждении |
легких |
элементов |
обычные |
рентгеновские |
||||||
трубки с бериллиевыми окнами толщиной 0,5 |
л ш и |
бо |
||||||||
лее. Такие |
окна не пропускают |
наиболее эффективную |
||||||||
д л я |
возбуждения |
легких |
элементов |
длинноволновую |
||||||
область спектра [237]. |
|
|
|
|
|
|
||||
Повышение контрастности в 2—3 р а з а при опреде |
||||||||||
лении легких |
элементов |
может |
быть |
получено |
при |
|||||
уменьшении |
|
угла |
падения |
в о з б у ж д а ю щ е г о |
излучения |
|||||
[229], |
однако |
при этом исследуемая поверхность |
д о л ж н а |
|||||||
быть достаточно ровной. Существенное снижение |
порога |
|||||||||
чувствительности |
и повышение контрастности д л я |
легких |
||||||||
элементов достигнуто при использовании |
д л я возбужде |
ния рентгеновских трубок с тонкими окнами. В работе [238] приведены результаты определения серы с тонко оконной рентгеновской трубкой. Пороговая чувствитель
ность |
с |
Аг-счетчиком составила 0,012%, |
а |
при |
переходе |
|||||||
к Ne-счетчику |
снизилась |
до 0,006%. |
Снижение |
порога |
||||||||
чувствительности |
при |
этом |
обусловлено |
отсутствием |
||||||||
пиков вылета у Ne-счетчика |
и его малой |
эффективностью |
||||||||||
к рассеянному |
излучению. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Е щ е |
более |
эффективным |
оказалось |
снижение |
рабо |
|||||||
чего |
н а п р я ж е н и я |
тонкооконных рентгеновских трубок до |
||||||||||
4 кв. |
П р и этом |
жесткое |
рассеянное |
излучение |
отсутст |
|||||||
вовало и контрастность с аргоновым проточным |
пропор |
|||||||||||
циональным счетчиком |
С Р П П - 2 2 при анализе в |
воздухе |
||||||||||
д л я элементов |
от А1 до |
С1 составляла |
|
150—300 |
при |
|||||||
скорости |
счета |
0 , 5 — 5 - Ю - 4 |
имп/(сек-вт) |
|
[108, 160]. По |
роговая чувствительность при определении этих элемен
тов составляла |
5 - Ю - 3 — 2 - 1 0 - 2 % , т . е . |
была |
того |
ж е |
||
порядка, |
ка к и |
д л я элементов середины |
т а б л и ц ы |
Мен |
||
делеева при наиболее благоприятных |
условиях. |
Переход |
||||
к анализу |
в Н е |
позволяет д л я А1 и |
Si |
повысить |
конт |
|
растность |
ещ е в |
1,5—2 раза . Д а ж е |
д л я |
M g |
скорость |
|
счета составляла 500—1000 имп/(сек-вт) |
при |
контраст |
||||
ности до 30. |
|
|
|
|
|
Результаты, полученные при определении легких эле ментов с низковольтными рентгеновскими т р у б к а м и
ввоздушной камере образцов, приведены в табл . 18.
Ка к видно из таблицы, низковольтные рентгеновские трубки могут быть эффективно использованы при ана лизе самых разнообразных объектов.
Анализ элементов с еще меньшими атомными номе рами д о л ж е н проводиться в вакууме или Не . Д л я воз -
Т а б л и ц а 18
Результаты определения легких элементов с низковольтными
|
рентгеновскими |
трубками (4 кв, 100 мка) |
|
||
Определя |
Исследуемый |
Диапазон со |
Скорость сче |
Расхождение |
|
емый эле |
держания, |
та, |
с химаиализом, |
||
объект |
|||||
мент |
|
% |
имп/{сек-%) |
отн. % |
|
А1 |
Цемент |
1,5—3 |
20—40 (С |
8,4 |
|
|
|
|
А1-фильт |
|
|
|
|
|
ром) |
6,3 |
|
А1 |
Апатито-нефелино- |
2—10 |
То же |
||
А1 |
вые руды |
|
» |
|
|
Алуниты |
10—13 |
2,0 |
|||
А1 |
Железный концен |
0,15—0,3 |
» |
20 |
|
Si |
трат |
2 - 1 5 |
100—150 |
4,5 |
|
Цемент |
|||||
Si |
Агломерат |
1,5—5 |
100—150 |
5,2 |
|
р |
Апатито-нефелино- |
1—15 |
200 |
7,4 |
|
Р |
вые руды |
1-6 |
200 |
3 |
|
Полимер |
|||||
S |
Нефть |
0,1—4 |
100 |
1,7 |
|
S |
Уголь |
0,3—4 |
100 |
9,5 |
|
С1 |
Полимер |
40—55 |
100 |
1,8 |
б у ж д е н ия могут быть использованы откачиваемые рент геновские трубки с окнами из алюминиевой фольги или
полимерных пленок. Спектрометр с такой |
трубкой |
мощ |
||||||
ностью 350 вт описан |
в работе [239]. П р и б о р |
был |
при |
|||||
менен д л я определения |
с о д е р ж а н и я |
Be в сплавах |
с |
крем |
||||
нием. |
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и определении элементов с атомными |
номерами от |
|||||||
6 д о |
14 часто используется |
возбуждение |
а - частицами . |
|||||
П р и |
использовании |
источника |
Р и 2 3 8 |
контрастность |
||||
(в вакууме) д л я А1 н |
Si составляет |
80—100 и |
пороговая |
|||||
чувствительность (1-Г-5) • 10~2 %. |
|
|
|
|
|
|||
Д а н н ы е по определению |
кремния, магния |
и |
алюми |
|||||
ния с альфа - источником Р и 2 3 8 |
в горных породах |
и |
почвах |
приведены в работе [442]. Скорость счета с источником
активностью |
5,5 мкюри |
~ 1 0 |
имп/сек |
на |
1% |
определяе |
|||||
мого окисла. Д л я |
выделения |
излучения |
M g |
использо |
|||||||
вался Mg - фильтр , |
д л я |
выделения |
ЛИНИИ |
|
А1 Ка |
|
А1- |
||||
фильтр толщиной |
6 мкм, |
Si |
определялся |
с |
Ве - фильтром . |
||||||
Погрешность |
определения |
SiC>2 в почвах |
и |
глинах |
в |
||||||
|
— |
|
диапазон е содержаний 70—90% составила 6—8 отн |
. %, |
погрешность определения A I 2 O 3 в тех ж е образцах |
— |
6—8 отн . % в диапазоне содержаний 10—30%. Д л я M g O
при |
с о д е р ж а н и я х |
0,5—2% |
погрешность |
составила |
|
0,1 |
а б с . % , порог чувствительности 0,06%. |
|
|
||
|
Е щ е более эффективно использование при анализе |
||||
легких элементов |
генераторов |
протонов, |
однако слож |
||
ность и высокая стоимость необходимого |
оборудования |
||||
ограничивают пока |
применение |
протонного |
возбуждения |
||
в аналитической практике. |
|
|
|
3. А н а л и з горных п о р о д и ру д в пробах
Многие анализируемые материалы, в частности по рошки руд и горных пород, продукты обогащения, сырье вые смеси и т . д . , при обычном измельчении порядка 100—200 меш представляют собой гетерогенные системы с частицами, соизмеримыми с глубиной проникновения излучения. В табл . 19 приведены значения средней глу бины проникновения излучения дл я некоторых минера лов, определяемые величиной 1/а.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
|
Средняя глубина проникновения |
рентгеновского излучения в некоторых |
||||||
|
|
минералах, |
мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минерал |
|
|
Излучение |
Энергия, |
|
|
|
|
|
|
кэв |
Cu.S |
SiOj |
|
CaCOj |
PbS |
||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
С*'<а |
3,7 |
|
|
10 |
7,7 |
33 |
|
МпКа |
5,9 |
|
|
45 |
27 |
21 |
|
Си/<а |
8,05 |
|
35 |
112 |
|
|
|
Р Ь ^ а |
10,5 |
|
|
|
|
|
15 |
U L a |
J3,6 |
|
32 |
550 |
|
|
10 |
|
22 |
|
93 |
2040 |
|
830 |
22 |
П р и анализе сред с размерами частиц, |
соизмеримы |
|||||
ми или превосходящими среднюю глубину |
проникнове |
|||||
ния излучения, возникают |
специфические |
трудности, |
||||
связанные |
с |
зависимостью |
плотности |
потока флюорес |
||
ценции N от |
размера |
частиц. Результаты теоретических |
||||
и экспериментальных |
исследований |
этой |
зависимости |
|||
приведены |
в |
многочисленных работах |
[3, 240—243]. К а к |
|||
правило, теоретически |
выведенные формулы |
дл я частиц |
одинакового размера, распределенных |
случайно, |
удов |
||||||
летворительно соответствуют |
полученным |
на |
моделях |
|||||
экспериментальным |
результатам . |
|
|
|
|
|
||
Если порошок состоит из частиц одинакового |
состава, |
|||||||
влияние |
крупности |
сводится к |
влиянию |
шероховатости |
||||
поверхности. Д л я шероховатых |
поверхностей, |
неровности |
||||||
которых |
соизмеримы |
с глубиной проникновения |
излуче |
|||||
ния или превосходят ее, плотность потока |
меньше, |
чем |
||||||
для гладких образцов, что обусловлено |
экранированием |
|||||||
отдельных участков |
исследуемой поверхности |
(рис. |
70). |
70І —Zи - _ і5— і10 20і |
50і |
100і |
200і |
й,мкм1 |
|
|
Рис. 70. |
Зависимость |
плотности |
потока |
|
||
флюоресценции от размера частиц d ана |
|
|||||
|
лизируемых порошков: |
|
|
|||
; —1% Cu2 S в Si02 ; 2—\% |
SrC)2 в КВг; |
3 — чи |
|
|||
стый Cu.S. Си возбуждалась |
Ри2 3 в , |
Sr — К-серн- |
|
|||
|
ей Мо. |
|
|
|
|
|
К а к видно из рисунка, снижение N сравнительно |
неве |
|||||
лико, его изменение максимальн о |
д л я |
частиц, |
р а з м е р |
|||
которых того ж е |
порядка, что |
и |
глубина |
проникновения |
||
излучения. |
|
|
|
|
|
|
Аналогичные |
зависимости |
были |
получены в |
работе |
[247] при исследовании влияния шероховатости на плот
ность потока рентгеновской флюоресценции |
различных |
||||
химических элементов, введенных |
в полимер. Н а |
поверх |
|||
ность полимера наносились борозды глубиной |
от |
0,2 д о |
|||
0,6 мм, |
з а н и м а в ш и е |
около 50% |
всей площади . |
Макси |
|
мальное |
изменение |
скорости счета д о х о д я щ е е |
до 15— |
20%, наблюдалось, если глубина проникновения излуче ния была того ж е порядка, что и глубина борозд. Сни
жени е плотности потока зависит от угла м е ж д у |
н а п р а в |
лениями падения первичного излучения и отбора |
флюо - |