Интенсивность линий характеристического рентгеновского

Подробное изучение свойств характеристического рентгеновского излучения не входит в рассмотрение данной книги, и интересующийся читатель может найти это, например, в [50]. Ниже мы коснемся лишь некоторых фундаментальных для рентгеновского микроанализа понятий, таких, как энергетические уровни атома, критическая энергия ионизации, серии линий рентгеновского излучения и интенсивность рентгеновского излучения. [c.70]

Количественные определения основаны на пропорциональности между интенсивностью линии характеристического излучения и концентрацией элемента в пробе. На абсолютную интенсивность линий влияют условия возбуждения и другие факторы, а также химический состав пробы, что приходится учитывать серией специальных измерений и теоретическими расчетами. Зависимость интенсивности линий рентгеновского спектра от концентрации элемента имеет более сложный характер, чем концентрационная зависимость интенсивности линий в эмиссионной спектроскопии. [c.130]

Массовый коэффициент ослабления играет очень важную роль в количественном анализе. Как возбуждающее первичное излучение, так и флуоресцентное излучение ослабляются в пробе. Для того чтобы связать наблюдаемую интенсивность флуоресценции с концентрацией, необходимо учитьшать это ослабление. Поскольку массовый коэффициент ослабления очень велик для рентгеновского излучения малой энергии (длинноволнового), точное определение легких элементов представляет большую сложность в РФС. В табл. 8.3-4 указаны массовые коэффициенты ослабления для некоторых элементов при различной энергии рентгеновского излучения, соответствующей характеристическим рентгеновским линиям. Обозначение К-Ьз,2, используемое в табл. 8.3-4, относится к линии Ка (см. с. 65). [c.63]

Рентгенографический метод является общепринятым для определения фазового состава катализаторов. Практически наиболее широко применяется метод дебаеграмм, основанный на дифракции характеристического рентгеновского излучения на поликристаллических образцах [1—4]. Каждая фаза имеет свою кристаллическую решетку, следовательно, дает вполне определенную дифракционную картину. На дебаеграмме каждой фазе соответствует определенная серия линий. Расположение линий на дебаеграмме определяется межплоскостными расстояниями йш кристалла, а следовательно, и его элементарной ячейкой, а их относительная интенсивность зависит от расположения атомов в ячейке. Межплоскостные расстояния й вычисляются по формуле [c.387]

Количественный анализ элементов, атомный номер которых меньше, чем у титана, был всегда трудным при проведении его по линиям характеристического рентгеновского спектра. Получить такие спектры высокой интенсивности нелегко (см. 8.4) ослабление длинноволновых линий вследствие поглощения создает серьезные затруднения (см. табл. 2). В этом отношении большую пользу приносит заполнение гелием пути распространения лучей. [c.70]

При исследовании рентгеновских спектров элементов Мозли установил простой закон, связывающий длины волн 3 характеристическом спектре с атомным номером испускающего их элемента z—k У Ш, где г — атомный номер, а Я — длина волны. Как видно из этого соотношения, по длинам волн характеристического спектра можно очень просто определить, каким химическим элементом был образован данный спектр. Иначе говоря, можно провести обычный анализ химического соединения. По соотношению интенсивностей линий характеристических спектров разных элементов, входящих в состав химического соединения, их содержание в анализируемом веществе, определяется с большой степенью точности. [c.53]

Относительные интенсивности линий в сериях характеристического рентгеновского спектра определяются соответствующими правилами отбора, т. е. вероятностями квантовых переходов, а Зависимость выходов, флуоресценции (1) и оже-электро-частоты, как уже было сказано J,pJ, вакансии в /(-оболочке (см. равенство VI.5), дают раз- от атомного номера 2 элемента ности энергии квантовых уровней электронов. [c.139]

Количественный анализ основан на (не очень простой) связи между интенсивностью характеристических рентгеновских линий и концентрацией. [c.83]

Помимо диаграммных линий в характеристическом спектре рентгеновского излучения существуют слабые по интенсивности линии, называемые недиаграммными линиями, или сателлитами диаграммных линий. Коротковолновые сателлиты могут возникать при дополнительной ионизации излучающего атома, а также при переходах на внутренний уровень с оптических уровней атомов, которые были предварительно возбуждены. Сателлиты, проявляющиеся с длинноволновой стороны от диаграммной линии, могут возникать при перекрестных переходах электронов атомов, образующих химическое соединение. Например, длинноволновой сателлит i -линии хлора проявляется в соединении КС1 и может быть объяснен переходом 2р электрона иона на уровень Is иона С1 [1, 2]. [c.797]

Количественный анализ основан на соотношении между интенсивностью характеристической рентгеновской линии элемента и концентрацией этого эле- [c.83]

В рентгеновских микроанализаторах пучок электронов с энергией до 40-50 кэВ бомбардирует поверхность исследуемого образца, что приводит к возбуждению рентгеновского характеристического спектра материала образца (подобно тому, как это происходит в рентгеновских трубках). По набору длин волн спектра осуществляется качественный анализ материала образца. Интенсивность линии каждого элемента пропорциональна его количеству и используется для количественного анализа элементного состава материала образца. [c.43]

Электронный спектр. Воздействие пучка рентгеновского излучения (РФЭС) или электронов (ОЭС) приводит к эмиссии электронов с поверхности образца. Электронный спектр представляет собой распределение эмитируемых электронов по кинетическим энергиям. Поскольку энергия источника возбуждения составляет единицы кэВ, то эмиссия электронов происходит с внутренних электронных уровней атома. Обычно в электронном спектре присутствует небольшое число характеристических линий. Фоновый сигнал электронного спектра формируется неупруго рассеянными электронами. Пример рентгеноэлектронного спектра приведен на рис. 11.33, а. Интенсивность оже-линий крайне мала. Устройство оже-спектрометров позволяет измерять не только спектр вторичных электронов, но и его первую производную по кинетической энергии электронов. Данный прием позволяет не только значительно повысить интенсивность линий, но и линеаризовать фоновый сигнал. На рис. 11.33, б изображен обзорный оже-электронный спектр поверхности серебра в интегральном и дифференциальном вариантах. [c.258]

Характеристические рентгеновские лучи возникают при отрыве электронов с К-, L- и М-оболочек атома с последующим возвращением атома из возбужденного состояния в нормальное путем перехода внешних электронов на вакантные места внутренних оболочек. Атомы с определенным атомным номером излучают строго определенные по длинам волн рентгеновские фотоны. Диапазон длин волн лежит от 0,005 до 37,5 нм, длина волны излучения уменьшается с ростом Z. Пиковая интенсивность характеристических линий / является функцией ускоряющего электрона напряжения (энергии зонда о), критического потенциала возбуждения кр данного элемента и тока зонда i [c.221]

Отношение интенсивностей между характеристическим и непрерывным излучением зависит от рабочего напряжения на рентгеновской трубке. Наиболее благоприятное отношение для любых материалов мишени и серии линий получается при напряжении, примерно в 4 раза превышающем потенциал возбуждения. Этот оптимальный потенциал, однако, не является критическим. Обычно на трубку подается максимальный при данном рабочем напряжении ток, величина которого зависит от длительности эксплуатации трубки и необходимости сводить время экспозиции до минимума. [c.246]

Интенсивность линий рентгеновского спектра зависит от распределения бомбардирующих электронов по скоростям или от распределения интенсивности в спектре возбуждающего излучения в случае флуоресцентных спектров. При одинаковых условиях интенсивность характеристических линий спектра максимальна, когда максимальная интенсивность источника возбуждения соответствует энергии возбуждения данной линии. Интенсивность спектра зависит также от числа излучающих атомов, вероятности излучательного перехода и некоторых других факторов. Точная оценка величин, оказывающих влияние на интенсивность спектральной линии, очень сложна. Более надежны данные, так же как и в оптической эмиссионной спектроскопии, полученные по относительной интенсивности двух спектральных линий. [c.121]

Обычно у элементов линии характеристического спектра излучения лежат в разных областях длин волн,>что позволяет относительно легко производить их определение рентгеноспектральными методами. Однако в случае циркония и гафния наблюдается довольно редкое явление в рентгеновской спектроскопии, состоящее в том, что интенсивные линии гафния очень близки, а в некоторых порядках отражения практически полностью совпадают с линиями циркония. Поэтому количественное рентгеноспектральное определение гафния в присутствии циркония является довольно трудным. [c.434]

Рассмотрим возбуждение характеристической линии рентгеновскими лучами. При заданном числе квантов возбуждающего пучка в секунду для определения интенсивности линии испускания необходимо знать геометрию и толщину образца, а также его состав и спектральное распределение интенсивности в возбуждающем пучке. Все эти факторы влияют на поглощение возбуждающего пучка, а также самой характеристической линии. Однако ни один из них не учитывает того, что не каждый квант, поглощенный атомом, приведет к излучению этим атомом кванта с длиной волны данной характеристической линии. Другими словами, можно сказать, что выход флуоресценции меньше единицы. [c.49]

Рассмотрим отдельные атомы какого-либо элемента, осажденного на тонкую подкладку, в высокой степени прозрачную для рентгеновских лучей, например атомы молибдена на бумаге. Допустим, что характеристическую линию (например, Ка молибдена) возбуждает полихроматический пучок, причем источник рентгеновского излучения и детектор расположены над образцом. Пока число атомов молибдена мало, они не будут заметно ослаблять падающий пучок кроме того, квант рентгеновского излучения, испущенный одним из атомов молибдена не будет поглощен никаким другим его атомом. При таких условиях интенсивность этой характеристической линии будет про- [c.165]

При анализе следов меди в биологических объектах наблюдаемая интенсивность в основном обусловлена вкладом флуоресценции за счет непрерывного излучения. Следовательно, при анализе малых количеств тяжелых элементов в легких матрицах необходимо выбирать в качестве аналитической линии по возможности наиболее длинноволновую линию характеристического рентгеновского излучения. Если возникает необходимость использовать жесткое рентгеновское излучение, например Си с в биологической матрице, эталон должен содержать разбавленный раствор меди в подобной легкой матрице, например в ли-тиево-боратном стекле. [c.28]

Интенсивность лини > характеристического излучения можно увеличить, если повысить энергию источника возбуждения. Например, обычно рентгеновское издучение получают при бомбардировке пластинки, изготовленной из образца, электронами, ускоренными высоким потенциалом интенсивности излучения / связана с приложенным потенциалом выражением [c.80]

При измерении интенсивности спектральных линий большое значение имеет степень контрастности, с которой они выступают на фоне непрерывного спектра рентгенограммы. От этого в большой мере зависит чувствительность анализа.Поэтому при выборе величины рабочего напряжения на трубке спектрографа приходится учитывать также интенсивность непрерывного спектра, возникающего одновременное линиями характеристического рентгеновского излучения. Теория [79] и эксперимент [80], хорошо согласуясь, указывают на то, что спектральная интенсивность непрерывного рент1еновского спектра линейно в зависимости от напряжения, приложенного к трубке [c.105]

Фазовый состав катализаторов. Для общего фазового анализа катализаторов используются в основном два метода — рентгенография и дифракция электронов (электронография), хотя для некоторых специальных задач могут применяться и другие физические методы — магнитной восприимчивости, термография, ЭПР, различные виды спектроскопии. Практически наиболее широко применяется рентгенография, основанная иа дифракции характеристического рентгеновского излучения на поликристаллических образцах. Каждая фаза имеет свою кристаллическую решетку и, следовательно, дает вполне определенную дифракционную картину. На дебаеграмме каждой фазе соответствует определенная серия линий. Расположение линий на дебаеграмме определяется межплоскостными расстояниями кристалла, а их относительная интенсивность эависит от расположения атомов в элементарной ячейке. Межплоскостные расстояния d вычисляются по уравнению Брэгга—Вульфа [c.379]

Для определения очень легких элементов целесообразно использовать комптоновское рассеяние. Как было показано в разд. 5.2.2.1, диффузно рассеянное излучение состоит из двух частей — когерентно и некогерентно 5ассеянного, причем длины волн в процессе рассеяния немного возрастают. Три определении легких элементов используют тот факт, что оба вида излучения рассеяния по-разному зависят от атомного номера элемента. Так, соотношение интенсивностей /коь/АпкоН рассеянных пробой характеристических рентгеновских линий материала трубки пропорционально соотношению С и Н в веществе пробы 122]. [c.217]

Испускание характеристического рентгеновского излучения подчиняется кваптовомеханическим правилам отбора. Переход электрона с одной оболочки на другую должен удовлетворять условиям Ап > О, А/ = 1 и Aj = О или 1. Линии, отвечающие таким переходам, называют разрешенными или диаграммными линиями. Линии, соответствующие запрещенным переходам, имеют очень малую интенсивность. Так называемые сателлитные линии отвечают переходам в атомах с двумя или более вакансиями. [c.65]

Для измерения энергии и интенсивности характеристического рентгеновского излучения используют спектрометры с волновой и энергетической дисперсией (рис. 10-2.9). Энергодисперсионные рентгеновские спектрометры регистрируют одновременно все длины волн в спектре, позволяя проводить определение элементов от Ве до и (при использовании безоконных детекторов). Эти спектрометры состоят из полупроводникового детектора (кремния, легированного литием), преобразующего энергию фотонов в электрические импульсы, напряжение которых пропорционально энергии фотонов. Таким образом происходит дискриминация фотонов по энергиям. Разрешение энергодисперсионных спектрометров составляет около 140 эВ для линий средней энергии [c.333]

Характеристический рентгеновский спектр рения получается при прямом возбуждении образца потоком электронов. Спектр насчитывает большое количество спектральных линий К-, Ь- и М-серий, появление и интенсивность которых зависит от режима работы рентгеновской трубки [72, 499]. Главные линии рентгеновского спектра рения приведены в табл. 22 и относятся к //-серии. Аналитической линией является сильнейшая из них соответствуюш ая длине волны 1,429 А. Чувствительность определения рения по линии Ьа достигает 5 -10 г, по линии при 1,236 А — 5-10 г (в 50 мг М0О3) [1123]. Линия Ьа рения близка к линии Ка цинка [260]. По рентгеновскому спектру можно как определять содержание рения, так и проводить идентификацию его в образцах. Рентгеновский спектр рения был использован при его открытии [641, 1096]. [c.166]

Рентгеновские лучи анализируют разложением по длинам волн или при помощи энергоселективного анализатора. Приближенный элементарный состав можно получить, сравнивая интенсивности характеристических рентгеновских линий неизвестного образца и стандарта известного состава. Используя необработанные данные по интенсивностям для компонентов, содержание которых превышает 10%, можно ожидать, что точность их определения составит 25%. Вводя поправки на поглощение рентгеновских лучей образцом и нелинейность рентгеновского излучения, а такн<е уделяя долл ное внимание стабильности инструментальных факторов, неизменному полон ению образца, степени доводки его поверхности (необходима оптически гладкая поверхность) и качеству калибровки, можно добиться точности 2%. Если образец является изолятором, необходимо покрыть его проводящим слоем, чтобы предохранить от статического заряжания. [c.400]

МИКРОРЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬ-НЫЙ АНАЛИЗ, л о к а л ь н ы й рентгеноспектральный анализ — анализ состава микрообъема твердого материала по первичным рентгеновским спектрам содержащихся в нем хим. элементов разновидность рентгеноспектралъно-го анализа. Впервые проведен в начале 50-х гг. 20 в. во Франции и в СССР. М. а, основан на возбуждении острофокусированным до диаметра 0,1—3 мкм пучком электронов (электронным зондом) характеристического рентгеновского излучения в микрообъеме исследуемого материала. Миним. анализируемый объем зависит от размера зоны возбуждения рентгеновского излучения, определяемого диаметром пучка электронов и степенью их рассеяния в материале, и составляет 1- -10 мк.и . Различают качественный (см. Качественный анализ) и количественный (см. Количественный анализ) М. а. хим. элементов от лития до урапа. При качественном М. а. возбужденное в материале рентгеновское излучение разлагают в спектр, и линии спектра идентифицируют. При количественном М. а. измеряют интенсивность характеристических линий определяемых хим. элементов относительно интенсивности соответствующих линий от эталонов с последующим пересчетом относительной интенсивности на концентрацию. При расчете концентрации вводят поправки на различие условий возбуждения и выхода рентгеновских лучей из исследуемого матерпала и эталона. Методика расчета концентрации при использовании в качестве. эталона чистых хим. элементов обеспечивает точ- [c.817]

В связи с тем, что характеристические лучи К-, L- и отчасти Л1-серий возникают при переходах электронов на внутренних уровнях атома, энергия электронов на которых практически не зависит от степени ионизации атомов, длины волн характеристического спектра практически одинаковы независимо от того, какие соединения данный атом образует. Поэтому, если разложить в спектр характеристическое рентгеновское излучение, образующееся при возбуждении мишени, состоящей из атомов разного сорта, то по наличию спектральных линий тех или инЫх элементов можно определить качественный, а по их интенсивности количественный элементный состав мишени. Всего проще спектр можно получить, направляя на монокристалл, у которого параллельно поверхности расположены плоскости (hkl) с межплоскостным расстоянием dhhi, полихроматическое излучение, которое отражается от монокристалла в соответствии с законом Вульфа—Брэгга (см. гл. 6) 2dhhtsinu= = пХ, где — угол, под которым на кристалл падает рентгеновское излучение. Поворачивая кристалл (меняя ), можно добиться отражения излучения с разной длиной волны. [c.146]

Когда происходит одновременная регистрация каскадных у-квантов, в спектре возникает суммарный пик. За счет образования суммарного пика интенсивность каждой линии в у-спект-ре уменьшается и, следовательно, в распределении амплитуд импульсов вносятся значительные искажения, которые называются эффектом суммирования. Особенно значительный эффект суммирования наблюдается для малых энергий у-квантов, находящихся в каскаде и при хорошей геометрии расположения источника. Итак, аппаратурная линия сцинтилляционного у-спектрометра при малых энергиях первичного у-излучения обусловлена пиком полного поглощения, непрерывным комптоновским распределением, пиком обратного рассеяния, пиком характеристического рентгеновского излучения от материала защиты, краевым эффектом и эффектом суммирования. Все эти эффекты нужно иметь в виду, когда производят расшифровку спектров от многокомпонентного у-пренарата. Если энергия у-квантов больше порога образования пар, эффекты обратного рассеяния и выход характеристического рентгеновского излучения иода из кристалла Nal(Tl) становятся несущественными. При энергии у-квантов 3 Мэе и выше становится заметным рост утечки фотоэлектронов и радиационных потерь, связанных с уходом из кристалла у-квантов тормозного излучения и все большую роль начинает играть эффект образования пар. При энергии моноэнергетического у-излучения больше порога образования пар на аппаратурной линии можно наблюдать следующие пики 1) пик полного поглощения с энергией 2) пик с энергией Е- —2/ПоС , соответствующий вылету обоих анниги-ляционных квантов из кристалла с одновременной полной потерей всей кинетической энергии электрон-позитронной пары, этот пик называется пиком вылета двух у-квантов или пиком двойного вылета 3) пик с энергией Е —гпос , соответствующий [c.74]

Рис. 5.2. Применение рентгеновской спектроскопии для качественного анализа легких элементов (с небольшими порядковыми номерами). В вакуумной камере имеется источник электронов ( ) с энергиями от высоких до умеренных. Электроны отклоняются в контролируемом элактрическом поле (2) и бомбардируют образец (3), заставляя его испускать характеристическое рентгеновское излучение (4), которое -разлагается в спектр кристаляом-анализатаром (5) и регистрируется детектором (6). Каждому углу отклонения лучей кристаллом-анаш-и-затором и соответственно точке попадания лучей на регистрирующее устройство отвечает точно определенная энергия линии рентгеновского спектра и, следовательно, определенный химический элемент. Таким образом, появление сигнала в точке, характерной для рентгеновского излучения кальция, указывает на наличие кальция в исследуемом образце. Интенсивность сигнала пропорциональна содержанию кальция в образце. Это дает возможность осуществлять количественный анализ.

Мокснес [130, 150, 151] использовал характеристические линии одного элемента, чтобы охватить с обеих сторон край поглощения другого элемента. Так, например, он показал, что добавление 2% 2пО к АЬОз изменяет отношение интенсивностей лн-ний (Зз и 4 вольфрама от 3 2 почти до 1 1. Для измерений такого типа Энгстрем [152—154] сконструировал остроумный генератор характеристической линии . Коллимированные рентгеновские лучи достаточно высокой энергии падают на пластинку, укрепленную на диске, который можно поворачивать. Таких Пластинок на диске 16 каждая пластинка содержит один из [c.157]

Можно сказать, что в этом методе под действием возбуж-дающих рентгеновских лучей подкладка сама превращается источник рентгеновского излучения, который дает почти монохроматический пучок, используемый для абсорбциометрии оловянного покрытия. Поскольку кристалл-анализатор здесь не используется, то нежелательно, чтобы на детектор попадало какое-либо другое рентгеновское излучение з аметной интенсивности, кроме характеристических линий подкладки.. Среди рентгеновских лучей, которые могли бы исказить результаты, возможны дифракционные максимумы ( рис. 60) и характеристические линии слоя покрытия. Детектор следует расположить так, чтобы дифракционные максимумы в него не попадали характеристического излучения покрытия в благоприятных случаях можно избежать выбором такого напряжения на рентгеновской трубке, которого достаточно для возбуждения характеристического спектра подкладки, но недостаточно для возбуждения мешающего характеристического спектра слоя покрытия. В случае оловянного покрытия напряжение возбуждения составляет для /(-спектра железа 7,11 кв, а для /С-спектра олова 29,2 ке напряжение на трубке выбрано 20 кв. Линии /.-серии олова [c.161]

Прежде чем перейти к методу И, рассмотрим зависимость интенсивности характеристической линии, возбужденной рентгеновскими лучами в пленке, от толщины последней. Дальнейшее изложение важно и для эмиссионного рентгеноспектрального анализа основные идеи содержатся в явном или скрытом виде в работе Глокера и Шрайбера [166]. [c.165]

Кох и Когерти [167] экспериментально показали, что интенсивность характеристической линии, испущенной тонкой металлической пленкой, меньше интенсивности той же линии от массивного металла, если толщина пленки меньше 30 мк. Как показали расчеты [168], эта величина является приемлемым значением критической толщины. Кох и Когерти предположили, что такое изменение интенсивности линии может быть применено для измерения толщины пленки. В этом методе (метод И) рентгеновские лучи от подкладки не используются и могут лишь быть помехой (обычно несерьезной), поскольку они могут увеличить интенсивность характеристической линии, по которой определяется толщина пленки. Такие эффекты возбуждения будут рассмотрены в гл. 7. [c.166]

Решение проблемы определения ниобия и тантала в некоторых рудах является удачным сочетанием химического и рентгеновского методов. Химическое выделение из руд смеси окислов этой пары металлов — простая задача, но определение отношения ниобий/тантал мокрым методом в такой смеси чрезвычайно затруднительно и отнимает много времени. Весьма серьезным препятствием к определению этого отношения методом рентгеновской эмиссионной спектроскопии было недостаточное разрешение пригодных для работы линий второго порядка Nb/ a и первого порядка TaLau Последняя является самой удобной линией для определения тантала [186]. Трубка с вольфрамовым анодом дает рассеянные линии характеристического спектра вольфрама, которые накладываются на фон и усложняют спектр [235]. Работа трубки при напряжении 18 кв исключает возбуждения Nb К-серии (потенциал возбуждения 18,968 кв), но пр,и этом низка интенсивность аналитической линии тантала. Несмотря на эти трудности, удовлетворительные методы определения отношения [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология