Способ рентгеноспектрального флуоресцентного определения содержания элементов с большими и средними атомными номерами (его варианты)

(71)проек и мета8)риковгеносп ргии В. тр еских порошка стандарта -некогерентноаратура и методы за, Л.: Маши 1969, с. 161 рентгеновского а ностроение, вып.(5ФЛУ ред и об и о ния ние о характеристическог лучения о андарта- он яемого элемента и рентн вично учения материх напряжениике, большем ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЛИЙ К АВТОРСКОМУ СВ 3650050/24-2512.09.8330.,08,85. Бюл. 11- 32А.В. Конев, Э.В. ГригорьевСлободянюкСибирский государственныйтный и научно-исследовательскии институт цветн (53) 539.1.06 (088 (56) Ленин С.С., С Флуоресцентный рен ный анализ геологи образных проб мета фона с использован го рассеяния- Ап 167,Авторское свидетельство СССР Ф 857819, кл. С 01 И 23/22, 1979.4) С 11 ОСОБ РЕНТГЕНОС 11 ЕКТРАЛЬНОГООРЕСЦЕНТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖА НИЯ ЭЛЕМЕНТОВ С БОЛЬШИМИ И СРЕДНИМИ АТОМНЫМИ НОМЕРАМИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1. Способ рентгеноспектрального флуоресцентного определения содержания элементов с большими и атомными номерами, включаюение анализируемого образзца сравнения потоком излутгеновской трубки и измереительных интенсивностей на месте пика, некоге сеянного образцом пер рактеристического изл а анода ири выбрань а рентгеновской труб тенциала возбуждения характерис 15114 С 01 И 23/223 тического излучения материала анода,ширине зазора между пластинами выходного коллиматора и ширине приемной щели перед детектором, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности .анализа и расширения диапазона измерений содержаний определяемых элементов, выбирают рентгеновскую трубку так, чтобыэнергия характеристического излучения анода была меньше энергии характеристического излучения определяемого элемента на значение произведения последней на разрешающую способность детектора излучений, выраженную в относительных единицах,устанавливают нижний уровень дискриминации окна амплитудного анализатора импульсов для регистрации некогерентно рассеянного образцомпервичного характеристического излучения анода (линия стандарта- фона), равным разности амплитуды максимума и полуширины амплитудного распределения линии характеристического излучения анода, рассеянного пробой, не содержащей определяемого элемента, или, по крайней мере, при трех ширинах окна анализатора, измеряют интенсивности стан дарта-фона от образца сравнения и двух серий стандартных образцов, содержащих различные количества опнк ределяемого элемента (Н ф) и образцов, состоящих только из элементов наполнителя анализируемого образца и имеющих ту же ослабляющую способность для рассеянного характеристического излучения анода, чтс и стандартные образцы первой серии(К кк 1 рассчитывают методом наимень-фхших квадратов. значение регрессионного коэффициента (Ь) прямой пропорциональности зависимости относительной интенсивности стандартакк нкнк Кф. кк Кфнфона 1 ф = - от 1 к = ккФсгде М" - интенсивность стандарта.фона от образца сравнения,строят график зависимости коэффициен.та пропорциональности (Ь) от шириныканала, выбирают в качестве рабочейширины канала большее из двух возможных значений, при которых коэффициент пропорциональности равенединице (6=1), причем, если привыбранных значениях напряжения нарентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выходного коллиматора, ширине приемной щели перед детектором значения коэффициента пропорциональности, равное единице, не достигается, то эксперимент повторяют при других, по крайней мере, трех аппаратурных.параметрах и для последующих измеренийвыбирают значения этих параметров,при которых достигается значениекоэффициента пропорциональности,равное 1, затем измеряют интенсивности характеристического излученияопределяемого элемента и стандарта -фона от анализируемого образцапри выбранных напряжении на рентгеновской трубке, ширине зазора междупластинами выходного коллиматора,ширине приемной щели и ширине иположении окна анализатора и вычисляют содержание определяемого элемента с использованием эффективнойинтенсивности стандарта-фонагде б , б, ю - постоянные коэффициенты.2, Способ рентгеноспектральногофлуоресцентного определения содержания элементов с большими и средними атомными номерами, включающийоблучение анализируемого образца иобразца сравнения потоком излучения рентгеновской трубки и измерение относительных интенсивностейхарактеристического излучения определяемого элемента и стандартафона на месте пика некогерентнорассеянного образцом первичного характеристического излучения материала анода при выбранных напряжении на рентгеновской трубке, большем потенциала возбуждения характеристического излучения материала анода, ширина зазора между пластинами выходного коллиматора или ширине приемной щели перед детектором, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности анализа и расширения диапазона измерения содержаний определяемого элемента, выбирают рентгеновскую трубку так, чтобы энергия характеристического излучения анода была больше энергии характеристического излучения определяемого элемента на значение произведения последней на разрешающую способность детектора излучений, выраженную в относительных единицах, устанавливают верхний уровень дискриминации окна амплитудного анализатора импульсов для регистрации некогерентно рассеянного образцом первичного характеристического излучения анода (линия стандарта-фона) равный сумме амплитуды максимума и полуширины амплитудного распределения этой линии, при по крайней мере трех различных ширинах окна анализатора измеряют интенсивности стандарта-фона от образца сравнения и двух серий стандартных образцов, содержащих различные количества определяемого элемента (М), и образцов, состоящих толькоккиз элементов наполнителя анализируемого образца (К" ), рассчитывают для последних методом наименьших квадратов регрессионные коэффициенты Со, С С из уравнения фн =Со+ С +Снкгде 1 - относительная интенсивенность линии стандартафона при измерениистандартных образцов,несодеожащих определяемогоК 1элемента, и равная Мрцйрснк исМ ф - интенсивность стандартафона от образца сравнения,и - массовый коэффициентослабления лини характеристического излучения анода этимиобразцами,1 рассчитывают относительные интенсивности 1 )по уравнениюнкфн фгде л- массовый коэффициент ослабления рассеянного характеристического излучения анода стандартным образцом, содержащим определяемый элемент, рассчитывают методом наименьшихквадратов значение регрессионного коэффициента (Ь ) прямой пропорциональности зависимости измеренной относительной интенсивности 1 фнкнк равной фф/ И,/от рассчитанной (1 фн ), строят график зависимости коэффициента (Ъ ) пропорциональности от ширины канала, выбирают в качестве рабочей ширины канала большее из двух возможных. значений, при которых коэффициент пропорциональности равен единице (Ь=1), причем, если при выбранных значениях напряжения на рентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выход 176221ного коллиматора, ширине приемной щели перед детектором значение коэффициента пропорциональности, равное единице, не достигается, то эксперимент повторяют при других аппаратурных параметрах (не менее трех) и для последующих измерений выбирают значения этих параметров, при которых достигается значение коэффициента пропорциональности, равное единице, затем измеряют интенсивности характеристического излучения определяемого элемента и стандарта-фона от анализируемого образца при выбранных напряжении на.рентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выходного коллиматора, ширине приемной щели и ширине окна анализатора и вычисляют содержание определяемого элемента с использованием эффективной интенсивности линии стандарта-фонанн ( нк 2 эфф о 1 ф 2 Ф/ 1 где с 1 , ц, д - постоянные коэффици енты,1Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгеноспектральным методам анализа состава вещества, и может быть использовано при анализе материалов сложного химического состава (порошков, растворов, сплавов) в аналитических лабораториях, а также при контроле непрерывных технологических процессов на предприятиях с использованием рентгеновских спектрометров. Цель изобретения - повышение точности анализа и расширение диапазона измерения содержаний определяемого элемента.На фиг.1 изображены экспериментальные зависимости относительной интенсивности 1 нк рассеянного стандартными образцами, содержащими определяемый элемент в различных количествах излучения от относинктельной интенсивности 1 фн иэлуче 2ния, рассеянного стандартнымиобразцами, не содержащими определяемый элемент, для шириныокна амплитудного анализатора,равной 10 В (прямая 1), 20 В (прямая 2) и 50 В (прямая 3); нафиг.2 - зависимости коэффициентапропорциональности Ь от шириныокна амплитудного дискриминатора1 О ЬЧ для значений ширины приемнойщели перед детектором излучений,равной 0,1,5 мм (кривая 4); 0,3 мм(кривая 7); 5 мм (кривая 8); на15 Фиг.З - зависимость относительногостандартного отклонения Зг, характеризующего погрешность анализа, отширины окна амплитудного анализатора. Все приведенные зависимости по 20 лучены при напряжении на рентгеновской трубке с палладиевым анодом,равным 70 кВ, для вольфрамосодержащих образцов, П р и м е р, Осуществляли рентгенноспектральный анализ руд и промпродуктов обогатительного переделавольфрамосодержащих руд с содержанием трехокиси вольфрама Ю, от 0до 100%,Все измерения выполняли на двухканальном коротковолновом спектрометре ФРС. Прибор оснащен рентгеновской трубкой 3,5 БХВ-З (РЙ) сторцовым расположением выходногобериллиевого окна толщиной 0,50 мм,а ось трубки перпендикулярна кповерхности образца (средний уголопадения первичного пучка= 90 ).Угол отбора вторичного излучения30 , что обеспечивает регистрацию,квантов излучения, рассеянного образцом на угол 8 = 120 . Высоковольтный источник питания обеспечивает генерирование напряжения до 70 кВ при токе 50 мА. Вторичное излучение разлагали в спектр кристаллом-анализатором из кварца толщинои 0,12 мм с отражающей плоскостью 1010, Разрешение кристалла характеризуется аппаратурной шириной фпуоресцентнай Р 4 К- линии на половине высоты максимума около 0,0002 нм. Излучение регистрировали сцинтилляционным счетчиком СРС(разрешающая способность 55% для излучения СиК, ), Энергетическую селекцию12импупьсов детектора выполняли одноканальным амплитудным анализатором импульсов (ААИ). Для этого использованием образцов из борной кислоты и вольфрамового ангидрида строят дифференциальные амплитудные спектры излучения, регистрируемого на месте гнкар некогерентно рассеянного образцом первичного характеристического РЙК-излучения. Определяют положе 1 гние Максимума,( Чо= 52 В) и полуширину (аЧ = 12,5 Б) амплитудного распределения. Затем выбирают верхнюю границу Ч окна ААИ, равную - 65 В, и фисруютШирину ьЧ окна ААИ выбирают с использованием двух серий стандартных образцов, первые из которыхсодержат различные количества вольфрама, а вторые имеют произвольные значения массового коэффициента ослабления р для РЙК, -излучениятр 1,г и состоят только из элементов и соединений наполнителя исследуемых материалов. Для этого измеряют соответ 7 б 221 4ственно интенсивности йи Мнх фнфона на месте пика некогерентнорассеянного образцами обеих серийпервичного РЙК -излучения при че 1,гтырех значениях ширины аЧ окнаААИ - 5, 10, 20 и 50 В. Аналогичныеизмерения выполняют с образцом сравнения, получая интенсивности МнкРассчитывают относительные интеннк 1 нк10 нк 1 фх нк фнсивности 1 : в " иф 1 нк фн нкдляфс ф,каждого из образцов. Затем с испольнкзованием измеренных значений 1иизвестных значений массового коэф-,15 Фициента ослабления р. рассчитывают методом наименьших квадратовкоэффициенты С , С, С уравнениянк г1 =С +С фС,фн о 1 р.аР20Затем рассчитывают относительныеинтенсивности (1 ) для стандартНкфнных образцов, содержащих вольфрам,по уравнению т =С +Стртр где 1 ф 2относительная интенсивность излучения ф.Р 1 - ЛИНИИ;У У - коэффициенты, постоянные при выбранных условиях анализа 55 где ,и- массовый коэффициент осРлабления рассеянного характеристичес кого излучения палладиевого анодастандартным образцом, содержащимвольфрам.Далее, используя измеренные значения 1 ф" и рассчитанные (1 ф )находят регрессионные коэффициентыЬуравнения 1 ф =Ь +Ь(1 ф") истроят, график зависимости Ь от ЬЧ.В качестве рабочей ширины окна выбирают значение йЧ= 23 В, соответствующее Ъ= 1 (при= 70 кВ и1,0 мм), и приступают к анализу неизвестных проб. Их облучаютпотоком излучения рентгеновской трубки, измеряют интенсивности характеристического %1.5 -излучения и интенсивности Фона на месте пика некогерентно рассеянного РЫК -излуче 1,2ния, а содержание ЧОз рассчитываютиз уравнения50 ф 03 2 Аэфф 1 12 г1176221у/й 70 1 - эффективная интенсивность Фона, рассчитываемая по Формуле НКнк=а +а 1 фаЗфф ь 1 Ф 2 ф ) где а, а, а - постоянные коэфФициенты. Множитель У1 - д"1 читываетизменение длины волны эффективно возбуждающего первичного излучения с изменением содержания вольфрама.Погрешность измерения предлагаемым способом составляет 2,253, а способом-прототипом - 7,61 отн.7. Диапа зон измерений содержания вольфрама 1 О также расширяется в несколько раз.нног и по дел Моск 1130 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 арст изоб ЖМ. Викторовзыка Корректор М, Самборская Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4