Способ многоэлементного рентгенофлуоресцентного анализа

Способ многоэлементного рентгенофлуоресцентного анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ в 455458

Союз Советских

Социалистических республик (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 241279 (21) 2857847/18-25 с присоединением заявки Но— (23) Приоритет (51)PA. Кл З

G 01 М 23/223

Государственный комитет

СССР

Ао делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 150%81. Бюллетень йо 30 (53) УДК 621. 386 (088. 8) Дата опублмкоаамия описания 150881 (72) Авторы изобретения

С.Л. Якубович, С.М. Пржиялговскнй, Г.Н. ЦаМЬряк н В.Е. Кованцев. Т л Л;- - К::.., Всесоюзный научно-исследовательский инстиТут минерального сырья (Л) Заявитель (54) СПОСОБ МНОГОЭЛЕМЕНТНОГО РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО

АНАЛИЗА

Изобретение относится к рентгенофлуоресцентным методам анализа и может быть использовано при анализе вещества в геологии, металлургии, медицине, в ксследовакиях, связанных с охраной окружающей среды, и других областях народного хозяйства.

Известны различные способы рентгенофлуоресцентного анализа, заключающиеся в том, что исследуемую пробу помещают в зоне облучения потоком

-квантов, регистрируют спектр вторичного излучения этой пробы, выделяют в нем участки, соответствующие аналитическим линиям.определяемых элементов, и по измеренным в этих участках потокам квантов характеристического излучения определяют концентрации этих элементов f1).

Однако на результаты анализа при этом оказывают влияние абсорбционкые свойства пробы к эффект избирательного возбуждения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ многоэлементного рентгенофлуоресцентного анализа, заключающийся в том, что регистрируют спектр характеристического излучения иссле дуемой пробы, выделяют в нем участки, соответствующие аналитическим линиям определяемых элементов, и по измеренным в них потокам квантов характеристического излучения определяют ,концентрации этих элементов в исследуемой пробе с учетом массовых коэффициентов поглощения излучения (2), Недостатком данного способа является сложный характер зависимости величины поправки, связанной с эффектом избирательного возбуждения, от изменения состава исследуемой пробы. Кроме того, неточность в определении некоторых констант для тех или иных элементов (выход флуоресценцкит массовые коэффициенты . фотоэлектркческого и полного ослабления излучения и др.) может вносить определенные погрешности в резуль2© таты анализа.

Следует также отметить, что применение данного способа при проведеиик анализа в промежуточных слоях проб встречает еще большие трудности вследствие значительного усложнения зависимости поправки, обусловленной, эффектом избирательного возбуждения.

Цель изобретения » повыаение точЗО ности и экспрессности анализа.

855458 веденных массовых коэффициентов поглощения, Таким образом, эффект избиратель ного возбуждения учитывают, как явление противоположное по характеру воздействия на аналитическую линию явлению абсорбции.

Пример. Предлагаемый способ рентгенофлуоресцентного анализа рассмотрим на примере определения иттрия в присутствии молибдена, вызывающего избирательное возбуждение иттрия.

Анализ проводится по методике измерений в насыщенных слоях. Основная расчетная формула в этом случае. имеет вид г с„K; 3 (ф. j - Д)Ц. j)C.+ fl (4- Q g ))

Ь= 5=» где С, " концентрация определяемого элемента;

20 I„ - интенсивность аналитической линии определения элемента)

С - концентрация элемента, вызывающего избирательное возбуждение и изменяющего

25 абсорбционные свойства пробыР

P„",Ц»»- приведенные массовые коэффициенты поглощения характеристического излучения

30 элемента » в элементе Д и в наполнителе пробы, соответственно:

К„ - коэффициент пропорциональности

М,,, н„

"4 Sia4> ь!пю

Рщ I»

18 c jgQ 51tl Ч

Поставленная цель достигается тем, что в способе многоэлементного

1 рентгенофлуоресцентного анализа эак лючающемся в том, что регистрируют

I спектр характеристического излучения исследуемой пробы, выделяют в нем участки, соответствующие аналитическим линиям определяемых элементов, и по измеренным в них потокам квантов характеристического излучения определяют концентрации этих эле ментов с учетом массовых коэффициентов поглощения излучения, предварительно приготавливают искусственные смеси, содержащие анализируемые элементы и элементы с энергией фотонов характеристического излучения, расположенными в интервале энергий возбуждающего излучения и краев поглощения анализируемых элементов, причем концентрации анализируемых элементов соответствуют среднему содержанию этих элементов в исследуемых пробах, а концентрация элементов, вызывающих избирательное возбуждение, соответствуют их минимальному и максимальному содержанию в исследуемых пробах, регистрируют спектры характеристического излучения этих смесей, по которым определяют поправки к массовым коэффициентам поглощения, с учетом которых определяют концентрации анализируемых элементов, Предлагаемый способ заключается в том, что предварительно приготавливают две группы смесей, одна из которых содержит определяемый элемент с концентрацией, соответствующей его среднему содержанию в исследуемых пробах, и элемент, вызывающий избирательное возбуждение, с концентрацией, соответствующей минимальному значению содержания этого злемен-40 та в исследуемых пробах, а другаяопределяемый элемент с концентрацией, соответствующей его среднему значению в исследуемых пробах, и элемент, вызывающий избирательное возбуждение, с концентрацией, соответствующей максимальному значению содержания этого элемента в исследуемых пробах.

Проведя измерения спектров характеристического излучения смесей группы 1 и 2, выделяют в них участки аналитических линий.

По найденным в этих участках потокам квантов характеристического излучения и с учетом выбранных „Höåíòðà 55 ций элементов в этих смесях определяют поправки к массовым коэффициентам поглощения, обусловленные эффектом избирательного возбуждения. Затем.проводят анализ исследуемых проб, 46 ойределяют потоки квантов характеристического излучения присутствующих в пробах элементов и определяют концентрации этих элементов с учетом скорректированных значений при- 45

)4 „р„. р „ . — массовые коэффициенты поглощения излучения источника возбуждения и элемента » в элементе и наполнителе пробы соответственноу

Ф и 9 - углы скольжения к пробе первичного и вторичного излучения соответственноу

Ь ; - поправка к приведенному массовому коэффициенту поглощения характеристического излучения элемента в элементе g

Предварительно готовят смеси 1 и 2, соответственно, иэ группы 1 и 2, содержащие иттрий (в качестве определяемого элемента), цирконий (в качестве элемента, влияющего на абсорбционные свойства пробы) и молибден (в качестве элемента, вызывающего избирательное возбуждение иттрия). Составы исследуемой пробы

Э и смесей 1 и 2 приведены в табл.1.

855458

Т а б л и ц а 1

Поток квантов характеристического излучения (М -лннии),тыс.имп иттрия циркония молибдена

Специально приготовленные

1 2,54

106,86

55,24

87,23

95,94

74,57

9l 68

2,7 О

285, 9

93, 14

Пробы предварительно истирают до

-200 меш, прессуют в таблетки диаметром 34 мм и весом 5 г и помещают поочередно в зону облучения потоком -квантов. В блоке возбуждения и детектирования используют радиоизотопный источник " ""S активностью и

10 мКюри и Я„ ((, ) - детектор с энергетическим разрешением 300 Эв на энергии 5,9 кЭв. Измерения проводят на 1024-канальном анализаторе при времени анализа 3 мин.

Поглотитель

Массовые коэффициенты см /г поглощения, Первичное излучение

23,8 кЭв и

25,3 кЭв

У .ЕГК 2

1,32

6 313 4 ll

32061

32, 32

19,.04 16, 5 84, 8

19,37 16,8 12,7

Zr+

О 32, 85

По результатам анализа специально приготовленной смеси 1 определяют. коэффициенты пропорциональности К О и К

0,0254 = куюсь 95,94 О 5 + 19,04).

+ 1 ф — + 6,313) (1-0,0234-0,023)33, r . 0,0254 + -045- + 16,8) 0,027 +

+(iО 5 + 5,45) (1-0,0254-0,027)) t

Кроме перечисленных элементов в состав всех проб входит кварцевый песок в качестве наполнителя.

Концентрация окиси молибдена в специально приготовленных смесях 1

Смеси Состав пробы, %

vî иго м о, 2 2,54 2,7 15 исследуемая 2,54 2 7 3 и 2 берется равными граничнна значениям интервала концентраций, в пределах которого изменяется содержание окиси молибдена в исследуемых пробах, т.е. в рассматриваемом случае ОФ и 15%.

В используемой геометрии измерений углы скольжения к плоскости пробы первичного и вторичного излучения составляют Р = 30 и Ф = 90осоответственно.

При анализе проб были измерены потоки квантов характеристического излучения иттрия,приведенные в табл.1

Значения массовых коэффициентов поглощения, которые использованы при определении концентрации иттрия в пробах, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристическое излучение

20021 1705 13,2

По результатам анализа смеси 2 определяют коэффициент пропорциональности К и поправку к массовому коэффициенту по глощения Ц,, 1

О, 15 КИро ° 285, 9(О 5 + 84, 8) .

Р

Ф

0t 5

+ 4011) ° (1 000254 00027 0015)) 0 (ИоО см тыс. имп

О, 0254 = 2,05 10 74,57 j(05 +

3

+ 19,04) 000254 + (0 i 19,37).

855458

Формула изобретения

Составитель Е. Кохов

Редактор Н. Воловик Техред Л.Пекарь Корректор М. Шароши

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6894/59

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4

0,027 + (— — + 20,21 - Рчм о . P, 15 +(- — + 6, 313) ° О, 79761 у отсюда Ь ичм о 52 3 (г ) м,оь

Концентрацию определяемых элемен тов в исследуемой пробе 3 определяют

По результатам анализа ее с учетом

1 найденных значений коэффициентов пропорциональности и поправки к массовому коэффициенту поглощения Ьр„„

С, 2,05.10 91,68((- -5 в +

С (о

+ 19,04) С 0, + (— — + 19,37)с,„о, 32 32

+ (+ 20 21 52i3) Cì,î +

32 85

+ 05 + 6 313) (1 cv,î cz o,C o * 2,116 ° 10 87,23)(— — +

+ 16,5) С,„о + < 0 5 + 16,8) Сьб.

32 32 о

+ (32д85 5+ 17 5) С + (1 32 +

0 5 м,о 0,5

+ 5g45) (1 " С,,о — с„о - смоо )3 °

2,27 ° 10 93 14((0 +

МОИ

+ 84,8) Сухо + (0 5- + 12,7) Своа

32 32

У

+ (— — + 13 2) С +(.- — +

1 32 оО> 0,5

4<11) (1 Cy„î С><о C,0 )) ешая систему из трех уравнений, на- пример методом итераций получим

Су о 0,02556 (т.е. 2,556%);

С „о 0,0262 (т.е. 2,62%)>

См о 0,0306 (т.е, 3,06%). м о

Абсолютная погрешность анализа для иттрия составляет

2р54 - 2,556 = 0,0163

Таким образом, предлагаемый спосо0 анализа позволяет повысить точность количественных определений концентраций элементов, являясь в то же время достаточно простым, что

t0

t5

36

45 важно для повышения зкспрессности анализа.

Способ многоэлементного рентгенофлуоресцентного анализа, заключающийся в том, что регистрируют спектр характеристического излучения исследуемой пробы, выделяют в нем участки, соответствующие аналитическим линиям анализируемых элементов и по измеренным в них потокам квантов характеристического излучения определяют концентрации этих элементов в исследуемой пробе с учетом массовых коэффициентов поглощения излучения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности анализа, предварительно приготавливают искусственные смеси, содержащие определяемые элементы и элементы с энергиями фотонов характеристического излучения, расположенными в интервале энергий возбуждающего излучения и краев поглощения определяемых элементов, причем концентрации определяемых элементов соответствуют среднему содержанию этих элементов в исследуемых пробах, а концентрации элементов, вызывающих избирательное возбуждение, соответствуют их минимальному и максимальному содержанию в исследуемых пробах, регистрируют спектры характеристического излучения этих смесей и по ним определяют поправки к массовым коэффициентам поглощения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Якубович A.Ë. и, др. Ядернофизические методы анализа минерального сырья. М., Атомиздат, 1973, с. 310.

2. Афонин В.П. и Гуничева Т,Н.

Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ горных пород и минералов.

Новосибирск, Наука, 1977, с. 110 (прототип),