Измерение характеристического рентгеновского излучения

Рентгено-флуоресцентный анализ (РФА). После открытия в 1895 г. В. К. Рентгеном особого вида излучения началось интенсивное изучение его свойств и возможностей научно-практического применения. Наличие рентгеновских спектров, характерных для каждого атома и подчиняющихся закону Мозли, позволило развить новое направление в аналитической практике, построенное на возбуждении атомов определяемых элементов в анализируемой пробе и последующем измерении характеристического рентгеновского излучения (ХРИ) с помощью специальной спектрометрической аппаратуры. Основой для этого послужило наличие вполне определенной зависимости интенсивности ХРИ от содержания анализируемого элемента, которая функционально имеет следующий вид [258] [c.66]

ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ [c.188]

Явление флуоресценции от характеристического рентгеновского излучения, вызываемое высокоэнергетическим характеристическим и/или непрерывным рентгеновским излучением, генерируемым непосредственно пучком электронов, происходит в объеме, большем чем область взаимодействия электронов. Эта область флуоресценции, радиус которой может составлять 10— 100 мкм для содержания 99% флуоресцентного излучения, возбуждается вследствие малости значения коэффициентов массового поглощения рентгеновского излучения по сравнению с высокой тормозной способностью электронов из-за эффективного расстояния. Массивная мишень по определению будет достаточно велика и будет содержать всю область флуоресцентного возбуждения, а частица в зависимости от ее размеров может терять значительную часть флуоресцентного рентгеновского излучения. Измеренное значение к будет поэтому ниже ожидаемого по сравнению с массивным эталоном. [c.50]

Достоинство метода отношения Р/В в применении к биологическим материалам заключается в том, что различные поправки, используемые в методе трех поправок, играют значительно менее важную роль. Поскольку предполагается, что процентная доза характеристического рентгеновского излучения, поглощенного в образце, такая же, как и для излучения фона, фактор поглощения (Л) отпадает. В биологическом материале эффект атомного номера (Z) мал, и в любом случае им пренебрегают, так как он по предположению оказывает одинаковое влияние на пик н непрерывное излучение. Поскольку у биологического материала низкий атомный номер, эффект вторичной флуоресценции (F) мал и его можно рассматривать как поправку второго порядка. Как в [165], так и в [166] показано, что результаты измерения Р/В нечувствительны к эффективности детектора, флуктуациям тока пучка и неточностям коррекции живого времени. Кроме того, результаты измерения Р/В менее чувствительны к изменениям геометрии поверхности, часто [c.75]

Внутренняя конверсия. При внутренней конверсии энергия возбужденного ядра вместо того, чтобы быть испущенной в виде у-кванта, передается одному из орбитальных электронов обычно на /(-оболочке. Этот электрон покидает атом. Ионизованный атом переходит в основное состояние путем испускания характеристического рентгеновского излучения, которое дает в спектре соответствующую линию. Эту линию таклсе можно использовать для качественного и количественного определения радиоактивных изотопов. Однако из-за низкой разрешающей способности спектрометров в области малых энергий рентгеновское излучение редко используется для измерений. [c.234]

Из уравнения (1) следует, что, если рентгеновское излучение проходит через кристалл, константа решетки которого известна, можно, измерив угол отблеска а, определить длину его волны. Это использование интерференции рентгеновских лучей для измерения длины их волн (рентгено-спектрография) также, получило широкое применение. Особенно важным его результатом явилось открытое Мозли соотношение между длиной волны характеристического рентгеновского излучения элемента и его порядковым числом. [c.236]

Основными элементами рентгеновского спектрографа являются 1) источник возбуждения спектра, состоящий либо из рентгеновской трубки высокой энергии (как в случае флуоресцентного анализа), либо из хорошо сфокусированного пучка электронов (в методах локального анализа) 2) рентгеновская оптическая система с диспергирующими элементами (для выделения характеристического рентгеновского излучения) и 3) система измерения интенсивности линий (в том числе интегральной интенсивности). Диспергирующие оптические элементы не всегда применяют. [c.210]

Флюоресцентный метод состоит в облучении препарата жесткими первичными рентгеновскими лучами, возбуждающими в нем вторичное характеристическое рентгеновское излучение, которое и регистрируется. Он надежен, пригоден для количественных измерений и не уничтожает препарат. В настоящее время более распространен флюоресцентный метод, требующий, однако, ионизационной регистрации спектра ввиду малой интенсивности вторичного излучения. [c.299]

Изотоп Та (ii = 1,6 лет) переходит путем захвата электрона в основное состояние Hf . При измерении интенсивности характеристического рентгеновского излучения для К- и -оболочек было установлено, что отношение вероятностей захвата электрона с A- и Lj- оболочек равно 1,4. Оцените приближенно разницу в энергиях основных состояний Та и Hf . Энергии связи К- и Lj-электронов для гафния равны соответственно 65,3 и 11,3 кэв. [c.269]

Измерения критического поглощения показали, что характеристическое рентгеновское излучение с периодом полуослабления 2,6 дня соответствует элементу Z. Как было установлено, при распаде изотопа с периодом полураспада 2,6 дня накапливался изотоп элемента Z с =11 дней, в то время как при распаде 3-часового излучателя образуется изотоп с = 50 мин, испускающий рентгеновское излучение и химически идентичный элементу Z. Рентгеновские лучи последнего изотопа характерны для элемента Z. [c.446]

Для количественного рентгенофлуоресцентного анализа имеет значение измерение интенсивности характеристических линий излучения. Рассмотрим процессы, происходящие при взаимодействии монохроматического излучения рентгеновской трубки с анализируемым веществом. Они соответствуют схеме, приведенной на рис. 33.2. Из рисунка видно, что только некоторая часть энергии первичного излучения [c.781]

Рентгеноспектральный анализ основан на зависимости частоты излучения характеристического спектра элемента от его атомного номера и связи между интенсивностью этих линий и числом атомов, принимающих участие в излучении. В рен гено-спектральных приборах используется главным образом измерение флуоресценции, возбужденной рентгеновским излучением в анализируемом веществе, регистрируемое соответствующим счетчиком. Для получения возбуждающего рентгеновского излучения служат рентгеновские аппараты (спектрометры, анализаторы, кванто-метры), в комплект которых входят генератор рентгеновского излучения, гониометрическое устройство с кристалл-анализаторам, детектор рентгеновского излучения, электронно-вычислительное устройство и др. (ГОСТ 15535—77). Возбуждение рентгеновской флуоресценции возможно также с помощью излучения радиоактивных изотопов ( Со, и др ). [c.236]

Если держатели подложки и образца изготовлены из легких элементов, т. е. А1, Ве и С, то они будут давать лишь малый вклад в фоновое излучение. Однако детали, окружающие образец, т. е. столик образца, камера образцов, полюсные наконечники и т. д., могут дать значительный вклад в фон, особенно если рентгеновский источник плохо коллимирован. Важной особенностью метода с использованием непрерывного излучения является то, что измерение массы образца производится по интенсивности счета непрерывного излучения, взятого в выбранной области спектра, не содержащей пиков элементов. Побочное характеристическое излучение может дать вклад в эту выбранную область спектра следовательно, необходимо рассчитать величину этого вклада и ввести необходимые поправки. [c.90]

П. Диттнер с сотрудниками идентифицировали трансурановый элемент (нобелий) посредством измерения характеристического рентгеновского излучения дочернего фермия и энергии (i-распада самого элемента с Z—102. [c.619]

Для определения значения постоянной Крамерса кв необходимо выполнить абсолютные измерения спектрального распределения непрерывного рентгеновского излучения. Выполнить таккс измерения на микроанализаторе с кристалл-дифракциои-ным спектрометром чрезвычайно трудно, так как эффективность спектрометра изменяется с энергией и, более того, обычно неизвестным образом. В дисертации Грина [65], опубликованной за несколько лет до появления детекторов с дисперсией 1го эн е ргии, описан ряд измерений эффективности генерации как непрерывного, так и характеристического рентгеновского излучений, в которых для прямого измерения спектров рентгеновского [c.108]

ИНАА предпочтительно применять, если полученные из основы радионуклиды с высокой активностью распадаются со слабым испусканием или вообще без испускания 7-излучения и высокоэнергетического /3-излучения. Например, при облучении нейтронами реактора проб, содержащих в качестве компонента основы железо, за счет реакции Ге(п,7) Ге образуется высокая активность Ге. Единственным излучением, испускаемым при распаде Ге, является характеристическое рентгеновское излучение Мп низкой энергии, которое можно легко дискриминировать, чтобы устранить влияние на мертвое время. 7-Спектрометрические измерения часто можно проводить без существенных помех в присутствии слабого /3-излучения, так как оно дает вклад в фоновый сигнал за счет тормозного излучения только в области низких энергий. [c.123]

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]

Детекггоры рентгеновского излучения. Аналитическим сигналом в количественном РФА является интенсивность характеристического рентгеновского излучения элемента, измеренная в относительных единицах. Для измерения энергия рентгеновского излучения с помощью детекторов преобразуется в удобную для обработки и регистрации форм электрических сигналов. В методе РФА обычно используют детекторы, средняя амплитуда импульсов на выходе которых пропорциональна энергии поглощенного фотона. К таким детекторам относятся газоразрядные пропорциональные, сцинтилляционные и полупроводниковые счетчики. Принцип действия всех типов детекторов основан на способности рентгеновского излучения ионизировать вещество. [c.14]

Определение порядковых номеров на основании закона Мозли ограничено лишь Б том смысле, что до сих пор не удалось измерить характеристическое рентгеновское излучение для инертных газов и для всех элементов с атомным весом ниже натрия. В отношении инертных газов это объясняется исключительно самой техникой определения вещества, у которых должно быть возбуждено собственное излучение, должцы сами быть в твердом состоянии, либо должны быть переведены в твердые нелетучие соединения, чтобы их можно было нанести на антикатод. Для инертных газов последнее совершенно исключено, а исследованию их в замороженном состоянии препятствует сильное разогревание антикатода бомбардирующими его катодными лучами. Для элементов с атомным Несом ниже натрия (соответственно неона) измерение невозможно вследствие того, что соответственные частоты у этих элементов настолько низки (согласно уравнению Мозли, они быстро убывают с уменьшением порядковых номеров), ЧТО те кристаллические решетки, которые имеется в нашем распоряжении, уже не позволяют произвести измерение длин соответствующих волн. Тем не менее для элементов от до О удалось все же измерить потенциалы возбуждения серии К, основы- [c.260]

В период с 1905 по 1910 г. английский физик Чарльз Гловер Баркла (1877—1944) проводил опыты по измерению проникающей способности рентгеновских лучей при их прохождении через листы меди и других веществ он установил, что элементы испускают характеристическое рентгеновское излучение двух видов, различающихся по проникающей способности. Поскольку буквы В шА были уже использованы, Баркла [c.118]

Общей чертой радиоаналитических методов является количественное определение веществ путем измерения ядерного и характеристического рентгеновского излучения. Здесь имеется в виду излучение, испускаемое самим исследуемым веществом, либо его радиоизотопом, искусственно привнесенным или возникшим в результате активации, а также излучение как результат взаимодействия с исследуемым веществом (отражение, поглощение, рассеяние). [c.289]

На наш взгляд, сформулированные здесь положения содержат все наиболее существенные моменты, необходимые для разработки четких критериев достоверности синтеза. Важно обратить внимание на возможность непосредственного определения порядкового номера нового элемента. В 1971 г. П. Диттнер с сотрудниками (в США) впервые осуществили эксперимент по идентификации элемента № 102 посредством измерения рентгеновского излучения в соответствии с законом Мозли [23]. Идентификация была основана на сравнении результатов одновременных наблюдений характеристического рентгеновского излучения Л -серии, испускаемых дочерним элементом, с одной стороны, и а-распада материнского элемента, с другой. [c.62]

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]

Рентгенодифракционный анализ благодаря высокой разрешающей способности, точности измерения интенсивностей и доступности в настоящий момент является основным экспериментальным методом исследования структуры кристаллических тел. В то же время ряд задач (особенно связанных с исследованием малых эффектов рассеяния) требует значительного повышения интенсивности падающего на образец рентгеновского излучения. Особенно это касается методик, использующих полихроматическое излучение. Для решения подобных задач исследователям приходится использовать не характеристическое рентгеновское излучение, а синхротронное — высокоэнергетическую часть электромагнитного излучения движущихся по окружности электронов с энергиями до нескольких гигаэлектрон-вольт. Такие исследования требуют наличия больших установок (ускорителей электронов или синхротронов) и проводятся лишь в крупных научных центрах (число таких центров и в мире, и в России в последнее время быстро растет). Преимущественно с использованием синхротронного излучения сейчас проводят структурные исследования сложных биологических кристаллов (например, белков). [c.257]

Химический анализ в растровом электронном микроскопе и peнтгeнoв кOiM микроанализаторе осуществляется иутем измерения энергии и интенсивности рентгеновского излучения, генерируемого ири бомбардировке образца сфокусированным электронным пучком. Вопросы генерирования рентгеновского излучения обсуждались в гл. 3, посвященной взаимодействию электронного иучка с образцом, где рассматривались механизмы образования характеристического и непрерывного рентгеновского излучения. В данной главе обсуждаются методы регистрации и измерения рентгеновского излучения, а также преобразования их в форму, пригодную для проведения качественного и количественного анализа. [c.190]

Одним из наиболее коварных артефактов, связанных с установкой детектора в электронно-зондо-вом приборе, является появление одной или более наводок заземления. Обычно мы предполагаем, что металлические детали системы микроскоп — спектрометр находятся под потенциалом земли и ток между ними отсутствует. В действительности, между деталями могут иметься небольшие различия в потенциале, от милливольт до вольт по порядку величины. Такие различия -в потенциале могут приводить к появлению токов, изменяющихся от микроампер до нескольких ампер. Зги избыточные токи называются наводками заземления или токами заземления, так как они текут в деталях системы, которые номинально заземлены, например шасси или внешние экраны коаксиальных кабелей. Так как наводки заземления переменного тока связаны с электромагнитным излучением, такие токи, текущие в экранированном коаксиальном кабеле, могут модулировать слабые сигналы, идущие по центральному проводнику. В системах спектрометров с дисперсией по энергии обрабатываемые сигналы очень малы, особенно в детекторе и предусилителе, следовательно, для сохранения сигнала следует всячески избегать наводок заземления. Влияние наводок заземления может проявляться в потере разрешения спектрометра, в искажении формы пика, искажении формы фона и/или в неправильной работе цепи коррекции мертвого времени. Пример влияния наводки заземления на измеренный спектр показан на рис. 5.35. Обычный Ка—i p-спектр Мп (рис. 5.35, а) может превратиться в спектр с кажущимся набором пиков (рис. 5.35, б), в котором каждый из основных пиков имеет дополнительный. На рис. 5.35,6 можно наблюдать и промежуточную ситуацию, в которой ухудшается разрешение главного пика без появления второго отчетливого пика. Объяснение этого частного, Bbi3iBaHHoro наводкой заземления артефакта иллюстрирует рис. 5.36. Если посмотреть форму сигнала наводки заземления, проходящего через медленный канал цепи обработки, то можно установить, что он является периодическим, но не обязательно синусоидальным, с большим разнообразием возможных форм, как показано на рис. 5.36. Когда импульсы случайного сигнала, соответствующего характеристическому рентгеновскому излуче- [c.234]

Поскольку проблема компенсации фона вычитанием или другими способами является критич НОЙ дри всех измерениях с помощью спектрометра с дисперсией по энергии, имеет смысл уделить внимание обзору того, что известно по этому вопросу, а также того, какие способы вычитания фона используются в настоящее время. В общем имеются два подхода к решению этой проблемы. В одном из иих измеряется или рассчитывается функция энергетического раапределения непрерывного излучения, и ее комбинируют затем математически с передаточной характе(ристикой детектора. Полученная в результате функция используется затем для расчета спектра фона, который можно вычитать из экспериментального спект1рального распределения. Этот метод можно называть моделированием фона. В другом подходе обычно не касаются физики генерации и эмиссии рентгеновского излучения и фон рассматривается как нежелательный сигнал, от воздействия которого мож,но избавиться математической фильтрацией или модификацией частотного распределения спектра. Примерами последнего способа являются цифровая фильтрация и фурье-анализ. Этот метод можно назвать фильтрацией фона. Следует напомнить здесь, что реальный рентгеновский спектр состоит из характеристического и непрерывного излучений, интенсивности которых промодулированы эффектами статистики счета. При вычитании фона из спектра любым способом остающиеся интенсивности характер-нстических линий все еще промодулированы обеими неопределенностями. Мы можем вычесть среднюю величину фона, но эффекты, связанные со статистикой счета, исключить невозможно. На практике успешно применяются оба вышеописанных метода вычитания фона. Эти методы будут обсуждаться в следующих двух разделах. [c.106]

Физические основы. Возбужденные атомы могут высвобождать свою энергию как путем излучательных переходов (см. 14.3.1) с испусканием рентгеновского излучения, так и в результате безызлучательных переходов с испусканием электронов. Последний процесс является основой метода Оже-электронной спектроскопии AES, (от англ. Auger Ele tron Spe tros opy), в котором состав анализируемого материала определяется в результате измерения энергетического распределения электронов, испускаемых с поверхности образца во время ее облучения пучком быстрых электронов или рентгеновского излучения. Глубина наблюдения находится в интервале 10-30 А. Идентификация атомов основана на определении величины энергии связи электронов. Энергия вылетающего электрона определяется разностью энергий связи, возникающей при снятии возбуждения атома путем перераспределения электронных оболочек и испускании Оже-элекгронов с характеристическими энергиями. [c.50]

Матричная коррекция с использованием рассеивающего излучения трубки. Многие современные приборы обладают способностью корректировки матричных влияний путем рационирования измеренной интенсивности серы к некоторой порции рентгеновского излучения, рассеянного пробой (характеристические линии трубки или тормозное излучение). Это может быть эффективно для коррекции матричных различий между анализируемой порцией и калибровочными стандартами, однако, если только времена счета не рассчитывались соответствеюю, это может привести к некоторому снижению точности измерений. Коррекции, предлагаемые изготовителями прибора, могут не быть универсально применимыми, и каждый пользователь может разрабатывать собственные наиболее подходящие способы матричных коррекций (то [c.542]

Метод оойован на измерении интенсивности характеристического К-излучения данного элемента в рентгеновском спектре, испускаемом образцом. Анализ проводят путем сравиёния иитеисивности излучения определяемого элемента в спектре образца с интенсивностью излучения того же элемента в спектре эталона. [c.148]

Количественный анализ катализаторов методом диффракции рентгеновских лучей сложен и не очень точен по следующим причинам а) диффузный фон, образующийся как из-за особенностей аппаратуры, так и из-за различного рода неупорядоченности в кристаллитах б) расширение линий в) различие в отражениях от различных фаз вследствие различий в рассеивающей силе составляющих атомов г) различия в интенсивности рассеивания, определяющиеся размерами единичной ячейки и степенью асимметрии д) случайная интерференция линий е) флюоресцентное излучение от образца и трудности, присущие методам измерения интенсивности линий. Применение в качестве стандарта кристаллического образца с диффракционными линиями, близкими к линиям определяемой фазы, смягчает влияние некоторых из указанных факторов. Интенсивность рассеянного рентгеновского излучения, вызванного наличием данной фазы, с поправкой на различные. эффекты, указанные выше, линейно зависит от ее концентрации, но четкость диффракционной картины зависит от величины и упорядоченности кристаллитов. Большие кристаллиты дают резкие интенсивные диффракционные линии, в то время как маленькие кристаллиты дают широкие размытые линии. В некоторых случаях вещества с очень маленькими кристаллитами, например голи аморфной окиси железа, дают очень широкие диффракционные линии, которые с большим трудом можно отличить от фона беспорядочно отраженного рентгеновского излучения [8]. Поскольку многие катализаторы приготовляются методами, обусловливающими образование относительно аморфных структур с сильно развитой поверхностью, их рентгенограммы получаются слабыми и расплывчатыми и даже качественный анализ по рентгенограммам представляет большие трудности. Смесь малых количеств кристаллического вещества с большим количеством почти аморфг ного вещества может дать диффракционную картину только кристаллического вещества. Интенсивность диффракпионных линий увеличивается с ростом порядкового номера атомов, образующих кристаллическую решетку. В отработанных железных, кобальтовых или никелевых катализаторах синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода обычно нельзя установить характеристическиа линии углерода, даже если он присутствует в значительных количествах. Однако углерод, присутствующий в виде карбидов, можно обнаружить, поскольку расстояния между отражающими плоскостями из атомов металлов в карбидах обычно отличаются от этих расстояний в чистом металле. [c.37]

В рентгеновской спектроскопии дайны волн характеристического излучения атомов традиционно выражают в X единицах, а в кристаллогафии — в ангстремах. Коэффициент пересчета из шкалы Х-единип в шкалу ангстрем равен 0= 1,00202 А/Х. При этом в старых таблицах дайны волн Я. < 1,0 А измеряли относительно стандартной линии МоКд, а дайны волн Я. > 1,0 А — относительно линии СиКд. Несовпадение шкал приводит к относительной погрешности = 0,00002. В настоящее время измерения дойн волн обычно выполняются с относительной погрешностью не хуже 0,000001. В связи с этим в работе [1] бьша проведена переоценка более ранних длин волн. [c.56]