ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура из "Новый справочник химика и технолога Аналитическая химия Часть 3" Кроме того, к необходимым принадлежностям относится комплекс средств подготовки проб к анализу. [c.11] Дифрагированное от кристалла излучение попадает в детектор, преобразующий кванты рентгеновского излучения в электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии квантов. После усиления и амплитудной селекции, позволяющей исключить компоненты фона, обусловленные высшими порядками дифракции и рассеянием постороннего излучения, импульсы поступают в пересчетное устройство, регистрирующее их количество за время экспозиции. Количество зарегистрированных импульсов может быть выведено на табло, цифропечать или передано в ЭВМ для последующей обработки и расчета концентраций определяемых элементов. [c.11] Каждый химический элемент имеет свою индивидуальную систему характеристических пиков (спектральных линий), что дает возможность осуществлять качественный и количественный анализ элементного состава различных материалов. [c.11] В состав спектрометра входят та1сже вспомогательные устройства для вывода образца, вакуумирования рабочего объема спектрометра, регулирования и контроля температуры спектрометрических каналов и т. п. Управление спектрометром может осуществляться вручную, от системы автоматического управления, от микропроцессора или непосредственно от ЭВМ. [c.12] В целом рентгенофлуоресцентные спектрометры подразделяются на два вида. Спектрометры с волновой дисперсией (ВД) — наиболее традиционный тип приборов. Как правило, эти приборы обладают более высоким спектральным разрешением и обеспечивают лучшие результаты для легких элементов. Энергодисперсионные спектрометры (ЭД) отличаются малыми габаритами и массой, значительно дешевле (примерно в 5-10 раз) и в отдельных случаях могут обеспечить более высокую чувствительность измерений, чем ВД-спектрометры. Существуют также модели, в которых одновременно используются оба принципа действия, например, спектрометр MDX1000 фирмы Оксфорд Инструменте , в котором для определения группы легких элементов (от фтора до кальция) служит блок прибора с волновой дисперсией, а для определения более тяжелых элементов (от кальция до урана) — другой блок, представляющий собой спектрометр энергодисперсионного типа. [c.12] Спектрометры с волновой дисперсией могут быть сканирующими (СРС) и многоканальными (MP ). Приборы первого типа имеют один настраиваемый кристалл-монохроматор, поэтому можно последовательно выделять из спектра излучение с любой длиной волны в заранее выбранном спектральном интервале. Многоканальные спектрометры имеют несколько спектрометрических каналов, каждый из которых состоит из собственных монохроматора, детектора и комплекса регистрирующей аппаратуры для измерения интенсивностей линий каждый канал в MP настроен на определенную аналитическую линию. [c.12] СРС и MP взаимно дополняют друг друга. СРС, обладающие универсальной и легко перестраиваемой аналитической программой, позволяют решать широкий круг разнообразных аналитических задач. MP имеют фиксированную аналитическую программу и очень высокую производительность. Главное назначение MP — быстрый контроль содержаний ограниченного числа элементов в производственных условиях (например, при выплавке сталей или производстве цемента). [c.12] Источники первичного излучения. Источником первичного излучения является рентгеновская трубка, питаемая от высоковольтного генератора. Для получения высокой точности и хорошей воспроизводимости результатов анализа требуется интенсивное и постоянное во времени первичное излучение. Это достигается, главным образом, за счет стабилизации высокого напряжения и тока накала. В современных генераторах нестабильность этих параметров не превышает 0,01 %. [c.12] Генераторы, питающие трубку, имеют мощность 2-3 кВт. Предельно допустимая мощность определяется материалом анода и конструкцией трубки. В трубках с массивным медным или вольфрамовым анодом допустимая мощность может достигать 5 кВт, они рассчитаны на напряжение от 25 до 100 кВ. Тогда обеспечиваются условия возбуждения К- и L-спектров всех элементов. [c.12] Конструктивно трубки имеют две модификации с боковым и торцевым выходом излучения. Трубки с боковым окном применяются в СРС, так как в этом случае обеспечивается минимальное расстояние между фокусом на аноде и образцом, что является предпосылкой получения максимальной интенсивности флуоресценции. Для MP используются трубки с торцевым выходом излучения вокруг образца должно располагаться максимально возможное количество монохроматоров. [c.12] Важными характеристиками рентгеновских трубок являются материал анода и расстояние между фокусом и выходным окном. В современных спектральных трубках это расстояние доходит до 8-10 мм, что позволяет приблизить фокус к образцу на 20 мм и обеспечить тем самым высокую освещенность образца. В качестве материала анода используются металлы, выдерживающие высокие тепловые нагрузки (золото, платина, палладий, родий, молибден, медь, хром, вольфрам). [c.12] При анализе элементов с г от 22-24 и выше (1 2,5 А) максимальная интенсивность их аналитических линий достигается при работе с трубками, имеющими анод из тяжелого металла (вольфрам, рений, золото, платина), для которых характерен высокий выход тормозного излучения. При анализе легких элементов (2 17) приемлемая интенсивность вторичных спектров может быть получена при использовании анодов из элементов, имеющих интенсивные характеристические линии в длинноволновой области спектра (хром, скандий и др.). [c.12] Технические характеристики трубок за последние годы значительно улучшены, т. е. они обеспечивают более высокий выход излучения при меньшей мощности. Тем не менее, основной способ увеличения яркости излучения трубок — увеличение силы тока через трубку — связан с выделением большого количества тепла, поэтому необходимо водяное охлаждение трубок, для чего требуется вода высокого качества (иногда — деионизированная). Кроме того, нужны помпы и теплообменники, что увеличивает общую стоимость прибора. [c.12] В приборах энергодисперсионного типа используются трубки меньшей мощности, для их охлаждения могут применяться антифризы и теплообмежики меньшей массы. Некоторые типы трубок позволяют вообще обойтись без принудительного охлаждения. Характеристики ряда рентгеновских трубок отечественного производства (АОЗТ Светлана-Рентген Россия, Санкт-Петербург) приведены в табл. 14.61. [c.12] Непрерывный/прерывистый режим. [c.13] В приборах энергодисперсионного типа наряду с трубками применяются также радиоизотопные источники для возбуждения рентгеновской флуоресценции. Несмотря на малый выход излучения таких источников, их применение возможно и целесообразно благодаря высокой светосиле ЭД-спектрометров. Преимущества радиоизотопных источников — отсутствие источников питания, стабильность, надежность, малые габариты. Особенно целесообразно применять радиоизотопные источники в переносных приборах с автономным питанием, предназначенных для работы в полевых условиях, и в датчиках состава технологических материалов в потоке. Используются источники фотонов с линейчатым спектром, для которых основные виды распада — К-захват, изомерный переход или а-распад. Характеристики некоторых изотопных источников приведены в табл. 4.62. Более подробные характеристики радиоизотопов, используемых в качестве источников возбуждения рентгеновской флуоресценции, приведены в приложении. [c.13] Срок службы радиоизотопных источников определяется периодом полураспада используемых изотопов (не более двух периодов). [c.13] К кристаллу-анализатору предъявляются два основных требования он должен обладать высокой светосилой и хорошей разрешающей способностью. Указанные качества в значительной мере зависят от того, в какой области длин волн используется кристалл. Для длинноволновой области (1С ,-линии элементов от хлора до кислорода) используют кристаллы с большим межплоско-стным расстоянием d, а для коротковолновой области — с малым /(0,1-0,15 нм). Разрешающая способность тем выше, чем меньше d. [c.14] Светосила кристалла зависит от его отражательной способности, которая характеризуется интегральным отражением R. В физическом смысле R — отношение полной энергии дифрагированного излучения к энергии падающего излучения. Эффективность отражения определяется свойствами кристалла структурой, мозаичностью структуры, а также качеством обработки поверхности. Традиционно используемые кристаллы для разложения рентгеновского излучения в спектр приведены в табл. 14.63. Чтобы перекрыть весь интервал длин волн, характерный для метода РФА, требуется 4-6 кристаллов с различными межплоскостными расстояниями. [c.14] Вернуться к основной статье