Способ определения фона примногоэлементном рентгенорадио- метрическом анализе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>8О8923 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл з

G 01 N 23/223 (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2765700/18-25 с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 280281. бюллетень Н9 8

Дата опубликования описания 28.0231 (53) УДК 621.386 (088.8) /

С. Л. Якубович, С. М. Пржиялговский, Г. Н Цайьрян и. В. Е. Кованцев .", с

; гЕ . <с. " ?с с с

Всесоюзный научно-исследовательский институт "" сс. УГ - д минерального сырья (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОНА ПРИ МНОГОЭЛЕМЕНТНОМ

РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

Изобретение относится к исследованию химических и физических свойств веществ и может быть использовано при анализе состава вещества с помощью рентгенорадиометрической многоканальной аппаратуры в геологии, металлургии, медицине, в исследованиях, связанных с охраной окружающей среды и других областях народного хозяйства. .Известен способ определения фона при рентгенорадиометрическом анализе, заключающийся в том, что возбуждают фоновую пробу, близкую по составу к исследуемым пробам и не содержащую анализируемых и мешающих элементов, регистрируют спектр вторичного излучения этой пробы и выделяют в нем участки, соответствующие аналитическим линиям содержащихся в пробе элементов. За фон под аналитическими пиками в исследуемых пробах принимаются значения фона, полученные по фоновой пробе в участках спектра, соответствующих аналитическим пикам (1) .

Известен также способ определения фона, в котором фон под анатилическими пиками состоит из постоянной составляющей фона, обусловленной ,естественным фоном и наличием высокоэнергетических линий у источника возбуждающего излучения, и составляющей фона, обусловленной наложением характеристического излучения мешающих элементов, присутствующих в пробе (2).

Недостаток известных способов заключается в том, что составляющая

1О фона, обусловленная естественным фоном и наличием высокоэнергетических линий у источника возбуждающего излучения, претерпевающих рассеяние исследуемой пробой, принята постоян

15 ной. Это допущение является правомерным для той части составляющей фона, которая названа естественным .фоном и под которой понимается космический фон, фоновое излучение, 20 обусловленное рассеянием излучения источника в воздухе или на конструк. ции блока возбуждения и детектирования, а также та часть излучения источника, которая попадает на де25 тектор через защитный экран. Основная же составляющая фона, связанная с рассеянием излучения анализируемой пробой, при исследовании проб различного состава изменяется более, чем

30 в два раза. При этом неточность в

808923 определении фона может достичь 100200%.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения фона при многоэлементном рентгенорадиометрическом анализе, заключающийся в том, что регистрируют спектр характеристического излучения исследуемой пробы, выбирают участки спектра, соответствующие аналитическим линиям исследуемых элементов, и фоновые участки, близкие к аналитическим линиям, и определяют фон под аналитическими линиями (.3.).

Однако при измерении большого числа аналитических линий не всегда удается выделять фоновые участки, близкие к участкам аналитических линий и свободные от пиков характеристического излучения мешающих элементов.

В этом случае для правильного определения фона под аналитическими пиками необходимо провести довольно сложи-rA учет наложений пиков характеристического излучения мешающих элементов в фоновые участки. Кроме того, в случае неразрешенных пиков нескольких анализируемых элементов учет фона по этому способу затруднителен. Все это гриводит к низкой точности определения фона.

Цель изобретения — повышение точности определения фона.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе опрецеления фона при многоэлементном рентгенорадиометрическом анализе дополнительно регистрируют спектр излучения от предварительно приготовленной пробы, не содержащей исследуемых и мешающих элементов, выделяют в нем аналогичные с исследуемой пробой участки, определяют отношения интенсивностей излучения в соответствующих участках спектров этих проб, выявляют минимальное значение полу" ченных отношений и, зная интенсивности излучения от дополнительной пробы, определяют фон под аналитическими линиями от исследуемой пробы.

Суть способа можно объяснить на примере анализа, приведенного на чертеже, где — участок спектра, соответствующий аналитической линии определяемого элемента; Q — фоновый участок спектра; Ccs — аналитическая линия определяемого элемента (например кальция) .

Предложенный способ последовательно включает приготовление фоновой пробы, не содержащей определяемых и мешающих элементов, возбуждение исследуемой и фоновой проб и регистрация их спектров, выбор фоновых участков и участков, соответствующих ана.— литическим линиям определяемых и мешающих элементов, определение отно, шений интенсивности излучения в выбранных участках исследуемой пробы к интенсивности излучения в соответствующих участках фоновой пробы, определение средней величины полученных отношений по нескольким (напри5 мер 3-5) участкам с минимальными значениями этих отношений, определение фона под пиками аналитических линий определяемых элементов. Сохранение формы спектра фонового излу чения используют для проб различного состава при изменении только интенсивности фонового излучения. При этом отношение интенсивностей фонового из-. лучения в различных участках спектра для двух проб разного состава .(коэфl5 фициент подобия K) остается постоянным. Для определения коэффициента подобия К предварительно приготавливают фоновую пробу, не содержащую исследуемых и мешающих элементов, т.е.

Я элементов, энергия характеристического излучения которых попадает в участок спектра, соответствующий аналитическим линиям определяемых элементов. Затем снимают спектры характеристического излучения исследуемой и фоновой проб. В каждом из спект ров выделяют аналогичные участки, соответствующие аналитическим линиям определяемых элементов, и фоновые, т.е. участки, свободные от пиков характеристического излучения присутствующих в пробе элементов. Поскольку в аппарате для многоэлементного рентгенорадиометрического анализа, как правило, применяются многоканаль-ные амплитудные анализаторы, то практически нет ограничений для выбора достаточного количества фоновых участков (желательно, чтобы количество выбранных фоновых участков было

4() не менее 5-7). Далее определяют отношения интенсивностей излучения для всех выбранных участков спектров, этих двух проб. Из полученных значений отношений выбирают несколько (например 3-5) минимальных, по которым находят среднее значение коэффициента подобия К этих спектров.

Зная коэффициент подобия К и интенсивности излучения фоновой пробы в участках спектра, соответствующих аналитическим линиям определяемых элементов, находят фон под пиками аналитических линий исследуемой пробы.

Пример. Анализируемую пробу приготавливают в виде таблеток диаметром 25 мм путем сплавления ее с парафином, поверхностная плотность слоя пробы составляет 10 мг/см

В качестве фоновой пробы приготовщ лена проба из чистого парафина. Исследуемую и фоновую пробы облучают в блоке возбуждения и детектирования с использованием радиоизотопного источника 109 Cd активностью 10 мКюри и Si(Li) — детектора с разрешением

808923

Таблица 1

Результаты рентгенорадиометрического анализа, 9 Интенсивфон под пиками аналитиI ческих линий

1 !

Интенсивность излучения фоновой пробы."Отношение.

;интенсивнос тей излуче-! ния в участI ках исследу-! .емои и фоно вой проб бр» / а)1 участ- ность изка :лучения спект- анализируемой пробы ра!

4а ; ЕИМПД

i4Ä> ИИП) Ie>j =" мин 4св (ИУП) 1,615

1,708

3802

2359

1.К 4Са 23810

2. Фон 1505

881

2789

1,893

1685

3191

3. КаСТ i

1,804

751

1355

4. Фон

5.Ко(Сr 3020

2592

1,928.

1,731

1566

2539

6.К Мп

1534

2656

4931

8161

7. KgFe 10361

8. Фон 1730

9. Кои 9838

10.KgZn 34087

594

1390

3807

2741

1656

1656

554

11. Фон

1943

1174

12. I pM 92706

8097

13.фон

14.K@As 3886

2411

2, 667

5,721

5,432

1,687"

1,680

1457

516

2952

15.фон

16. Фон

2901

534

17. LpPb 2522

2474

1495

537

902

18.Фон приблизительно 300 эВ на энергии

5,9 кэВ. Амплитудный анализ осуществляют 1024-канальным анализатором.

Информацию выводят по 16 участкам спектра, соответствующим аналитическим линиям определяемых элементов (Са, Тi Cr, Мп, Fe, Cu, Zn M, As

Pb, Rb, Sr, Y, Zr, МЬ, Мо), и по

14 фоновым участкам спектра (см. чертеж). Ширина участков спектра, соответствующих аналитическим линиям, для всех элементов выбрана одинаковой и составляет 10 каналов (260 эВ), ширина фоновых участков — 5 каналов (130 эВ). Результаты рентгенорадиометрического анализа исследуемой и фоновой проб приведены в таблице 1, 15 где отмечены минимальные отношения, по которым проводят определения коэффициента подобия К мин.путем усреднения по 5-ти минимальным значениям отношений. Эта величина равна

1,655 ° В графе 5 таблицы 1 приведены результаты определения фона в исследуемой пробе.

Предложенный способ позволяет повысить точность рентгенорадиометрического анализа за счет существенного повышения точности определения фона, что имеет большое значение при определении низких концентраций элементов в пробах с большими вариациями вещественного состава.

2;101

2,912

7,078

20,584

2,988

78,970

14,156

808923

Продолжение таблицы 1

1 - 2 (3

4 J 5

19.КОРЬ 1793

1083

1792

20.Фон

809

494

1038

1718

21.K42(Cr 2264

22.Фон

23. KgY

24.Фон

481

880

J 994

1127

1865

957

450

25.K44CZr 10868

12,116

897

1485

26.Фон

982

1,867

2,074

2,164

5,009

2,225

526

27.К42 14в 2072

1653

999

28.Фон

29.Kq(Mo

1 l 21

518

5965

1191

3262

30. Фон 1813

815

Th

Thy Thk

ГПЖ з

w Аякса Рь А

Th gT ль

fr Hp Fa Го Ni с44 2п ба bc Ac ft bh

2 2 2 1 4

Я fo Ni ба tt fc 04 gh 0 3 «ь Рй

1аа КоНЕР Камат

Ж0

f00

«аа

К 10

ВНИИПИ Заказ 401/46 кертис (кЗ0) 1Х

Тираж 918 Подписное

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

Формула изобретения

Способ определения фона при многоэлементном рентгенорадиометричес- 3Q ком анализе, заключающийся в том, что регистрируют спектр характеристического излучения исследуемой пробы, выбирают участки спектра, соответствующие аналитическим линиям ис- 35 следуемых элементов, и фоновые участки; близкие к аналитическим линиям, и определяют фон под аналитическими линиями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения фона, дополнительно регистрируют спектр излучения от предварительно приготовленной пробы, не содержащей исследуемых и мешающих элементов, выделяют в нем аналогичные с исследуемой пробой участки; опре- 45 деляют отношения интенсивностей излу1, 656

1,640

2,181

1,830

1,770

2,127 чения в соответствующих участках спектров этих проб, выявляют минимальное значение полученных отношений и, зная интенсивности излучения от дополнительной пробы, определяют фон под аналитическими линиями от исследуемой пробы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Якубович А. Л., Зайцев Е. И., Пржиялговский С. М. Ядерно-физические методы анализа минерального сырья. М., "Атомиэдат", 1973, с. 222-225.

2. Авторское свидетельство СССР

9 529397, кл. G. 01 N 23/223, 1974.

3. Вольдсет Р. Прикладная спектрометрия рентгеновского излучения.

М., Атомиздат, 1977, с.112 (прототип).