DE1523079A1 - Method and device for determining elements, in particular for determining and determining elements by means of X-ray fluorescence analysis - Google Patents
Method and device for determining elements, in particular for determining and determining elements by means of X-ray fluorescence analysisInfo
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Description
Abi.. Patentanwalt Dipl.-Ina. SCHUBERT, 9 Sicgtn (WhH.), Poitfodi325 OraniwMtrae· 14Abi. Patent attorney Dipl.-Ina. SCHUBERT, 9 Sicgtn (WhH.), Poitfodi325 OraniwMtrae 14
64 012 üe/'sofam 64 012 üe / 's ofam
A C O O Λ 7 Q A COO Λ 7 Q
I OtOU / v3I OtOU / v3
T*l«feni 23102 TfUgramnvAdr.i Patschub, SitgenT * l «feni 23102 TfUgramnvAdr.i Patschub, Sitgen
■anktarfMi■ anktarfWi
rilitlwi Si*g*n u.Ob*rhaui«n (RhId.)rilitlwi Si * g * n u.Ob * rhaui «n (RhId.)
United kingdom Atoinio Energy Authority, Patents Branch, 11 - 12, Charles II Street, London, SVH, EnglandUnited kingdom Atoinio Energy Authority, Patents Branch, 11-12, Charles II Street, London, SVH, England
Für diese Anmeldung wird αie Priorität aus aer britischen Patentanmeldung IFr. 1012/63 vom 9» Januar 1963 beansprucht. Jt For this application priority is derived from British patent application IFr. 1012/63 of January 9, 1963 claimed. Jt
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Elementen, insbesondere aur Ermittlung und Bestimmung von Elementen mittels Hont genstraiu .en- .Fluoreszenz analyse.Method and device for determining elements, in particular for determining and determination of elements by means of Hont genstraiu .en-. fluorescence analysis.
Die Erfindung bezieht sioh auf die Ermittlung und Bestimmung von Elementen, insbesondere a\:f die Ermittlung und Bestimmung oder Absonatzung von Elementen mittels Ron;;genstrahlen-F-.uoreszenzanalyse /X-ray fluorescsnce analysis/.The invention relates to the determination and determination of elements, in particular a \: f the determination and Determination or etching of elements by means of Ron ;; gene-radiation-F-fluorescence analysis / X-ray fluorescence analysis /.
Die Fltziichkeit der Höntgenstrah.Lexi-ji1luoresü32izana.l./seThe liquidity of the Höntgenstrah.Lexi-ji 1 luoresü32izana.l. / Se
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ist manchmal di.roli interele-nent-L. feicbe /i.Mter-ej.biuuut exx'eo'^j/ stark begrenzt, üer wichtigste dissar Effekte ist der lviatrix-Absorptionseffekt /"matrix absorption" effect/, bei welchem die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen aus einem Element, dessen Konzentration ermittelt oder bestimmt ./ird (iui Nachstehenden uiit "gesuoiites LLerneut" bezeichne^, diu/oh ^ Ine Zunaiime der konzentration ei.es aucier-ai .oj.emeutia — ,vfejci..ej „u Lachst--slienuen i.iit "I^'sert'e. -enzele-iient" bezeichnet .vira -- verri-'-'-tfer L v/ir;., desseii j-adsöiiaosorotioiiükofef .'iaieu'':;;!- uei u-jti in Betracht kü,uüni:iden ^uer_;;i3u /euü :&1β3 o± i.it^rist/ im Ver^j-eich z-j. demjenigen der ori^-m i.a,-;rix aiiid. uer " verstärkuiigseffer;!;" /"iiia.trIx eiui^iioaiaeiit" ei' ect/ -.rzüuejt ä:Li;.e der I..tj. -lität der Röntgei·. jtraiixen von daais sometimes di.roli interele-nent-L. feicbe /i.Mter-ej.biuuut exx'eo '^ j / very limited, the most important dissar effect is the lviatrix absorption effect / "matrix absorption" effect /, in which the intensity of the characteristic X-rays from an element, its concentration is determined or determined ./ird (iui the following uiit "gesuoiites LLerneut" denote ^, diu / oh ^ Ine Zunaiime of the concentration ei.es aucier-ai .oj.emeutia -, vfejci..ej "u Lachst - slienuen i.iit" I ^ 'sert'e. -Enzele-iient "denotes .vira-verri -'-'- tfer L v / ir;., Desseii j-adsöiiaosorotioiiükofef .'iaieu'':;;! - uei u-jti in . consideration ku, uüni: iden ^ uer_;; i3u / euü: & 1β3 o ± i.it ^ rist j-calibration zj / in comparison to that of the ^ ori ^ -m ia, -; rix aiiid uer "verstärkuiigseffer;;.! "/"iiia.trIx eiui ^ iioaiaeiit" ei 'ect / -.rzüu e jtä: Li; .e der I..tj. -lität der Röntgengei ·. jtraiixen von daa
:.er infox^e der inneren A±c?e.-;O.ur / iiJ) .vueij. meiner iiöntgona ;ruhten duron die i-Lörisgensi&hxen des i_j.t^riverenzelementes. Da in der I.iehrzaiij. uer jjlnlle der i..atrIa- /erstaritiuigjüefifekt iiii Vergleich z\'.iü !».atrix-Absorptionsefx'eiCt ü> v-ruauhx ..ssigen ist, ist der I;e"to-Sna'.:;rix8fle^:t ein soxcliar der Ausorotion, und die Verstärkungseffekte köimen fir dis ueisteii Zwecke aiüier Acht ge'.Lasüen vverden.: .er infox ^ e of the inner A ± c? e .-; O.ur / iiJ) .vueij. duron rested the i-Lörisgensi & hxen of i_j.t ^ ri v erenzelementes; my iiöntgona. Since in the I.iehrzaiij. uer jj l nlle the i..atrIa- / erstaritiuigjüefifekt iiii comparison z \ '. iü! ». atrix-Absorptionsefx'eiCt ü> v-ruauhx ..ssigen is the I; e"to-Sna'.:; rix8fle ^: t a soxcliar of the ausorotion, and the amplification effects can be used for dis ueisteii purposes for eight different purposes.
Als J?oj-ge diesem lietto-AbBorptionsejrx'eKtes niuuut .iij-Uoreuzenz-Hnntgenstrahleii-lnteixyit iJj von dem gesuohcen Kl em ent her mit zunehmender Konzentration deü Inüerferenzexemented iu ..er luatrix zu. domit h.:»n^t die Intensität; der jj'xuoreszeiiZ-lLÖntgieustrahlen nicht von der Konzentration des gesuchten jJieaentea aixein ab, sondern ist außerdem von der Konzentration des oder der In,er— ferenselemerrte abhängig. BAD As J? Oj-ge this lietto-absorption sejrx'eKtes niuuut .iij-Uoreuzenz-Hnntgenstrahleii-lnteixyit i J j from the healthy clem with increasing concentration of the inference exemented iu ..er luatrix to. domit h.:n ^ t the intensity; the jj'xuoreszeiiZ-lLÖntgieustraße does not depend on the concentration of the searched jjeaentea aixein, but is also dependent on the concentration of the inferred element. BATH
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Zweck der "-<;rfi.· κ1λι.ι£ ist die ociiaffuiig eines Verfahrens -.■■ία einer Yo rri ch hung χ ir die tfiiroreszenz-Rontgenstranj-enanod./se, bei welchem bzw. welcher die Iiiferelei.ie...-t-iSffeicte erhe'biiüi- verringert oder ganz ausgeschaltet sind.The purpose of the "- <; rfi. · Κ1λι.ι £ is the ociiaffuiig of a process -. ■■ ία a Yo rri ch hung χ ir die tfiiroreszenz-Rontgenstranj-enanod./se, in which or which the Iiiferelei.ie. ..- t-iSffeicte he'biiüi- are reduced or completely switched off.
Jie Erfindung Detrifft ein Verf&nrejti der i^-uoreszenz-Röiitßensirah-i.e.'&na. ;yse für die BestimaUnA1: der Konzentration ei es . 'esuoiiten Elementes in einem j.c.terial, das sion aus folgen den 7erffc,lireij.3st.,fen zasauuiiensetzt;The invention is a development of the i ^ -uorescence-Röiitßensirah-ie '&na.; yse for the determination 1 : the concentration ei es. 'esuoiiten element in a jcterial, the sion follow from the 7erffc, lireij.3st., fen zasauuiiens;
üibntgens" rail· en werden in eine Probe üus dem ha eriax geleitet uü-dj' gesühiclct, vvc.uinjö das gesuchte -uxeiüeirc enthalt; aus den EÖiitgens;:rah.i.en, die avts der Probe rüokgestreut werden, v/erden die fluoreszierenden Rö'ntgen.str,iiieii dea gesuchten Elementes iso.iiertj die Intensitit (I-m) dieser fluoreszierenden Röntgenstralilen and die Intensität (Im) ^sr durch die Probe geleiteten !Röntgenstrahlen wird geiiiesaen; und aus einer Eichkurve, v/ej.che d-\s "Verlil.Ltnis I„ zu I,„ oder eine iiultipiiJfcative .cHznktion von I-, oder I^ gegen die (bzv/. relativ zur) Konzantratiun. des gesuchten Elementes angibt, wird die Konzentration des gesuchten ±>ierneutes praktisch frei von Interelement-Effekten bestimmt.Üibntgens "rails are passed into a sample from the ha eriax uü-dj 'gesühiclct, vvc.uinjö contains the sought-after -uxeiüeirc; from the EÖiitgens;: rah.i.en, which are scattered back from the sample, v / ground The fluorescent X-ray str, iiieii the element sought iso.iiertj the intensity (Im) of these fluorescent X-ray stralils and the intensity (Im) ^ sr passed through the sample! d- \ s "Verlil.Ltnis I" to I, "or a multipliJfcative .cation of I-, or I ^ against the (or relative to) concentration. of the element sought, the concentration of the element sought is determined again practically free of inter-element effects.
'ß eineiu weiteren Jiirf i.!dungsuiertaaal wird eine "Vorrichtung L'ür die Ji\i.aoreszenz-Röntgens'srahj.enanaji se geachaffen, weiche eine StrahlenqueiJ e aufweist, sowie einen Detektor für r'uckgeütreate f .more .zierende Eönt — ■$ erstrahl en, Mittel für eine Jt'iuoreüzenz-Höntgeiistrahle-n-Energieauöwahl, einen DeteKtor fürIn addition, a device for the fluorescence X-ray radiation, which has a radiation source, and a detector for back-generated reflections, is created - ■ $ shine, means for a Jt'iuoreüz-Höntgeiistrahle-n-energy selection, a detector for
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"•;ransinittierte oder übertrüge. ..e Roiitge.-.jsti'au-. en unu. it"1.,el zviii π;α..'ce:i der zc. aii&j. 'si3rej.10.en Probe."•; ransinittierte or transferred. ..E Roiitge .-. Jsti'au-. En unu. It" 1. , El zviii π; α .. 'ce: i der zc. aii & j. 'si3rej.10.en sample.
Die erfi.ad.-UrSsge.u i?e /orriohtvng niai.·.,! au oh einen h.o... ijaator z-r .Urzeugung eines scn:iia.-en Strahl(enbünuei)s oruusiUi t ü iert er Iichrt gens ττ ah j. en avf we is en.The erfi.ad.-UrSsge.ui? E / orriohtvng niai. ·.,! au oh a ho .. ijaator zr .Creation of a scn: iia.-en ray (enbünuei) s oruusiUi he t ü iert gens ττ ah j. en avf white.
Die j.-itte.'.. fr
<.i.ie HUv.ores^eiiZ
.■iuswahi Körnen a..s ein .-"a,ar jjiffereiitia.,.fixter &\ .3L.ebiidet sein,
die zwei getrennte JPiIt^r sind, von denen der eine effektiv
av.roh.L-t.ssig für aie ^liLoreszexiZ-liöncgenstrari-ien aus dem gesovii-
!;en 'i-eiuent vnd der tu j der e effektiv üxid^jirciu-üssi,;; /opt-que/· ist.
Vorzv.gsv/eise sind die i^ateriai.ien, uas ae...en die j'ixter hergescelj.t
sind, so gew^iut, da.'i nur eiix en^er ^ner^iebereiuh aie
jeweij.igen Ao3ürp':ionsicanT,en der i<liThe j.-itte. '.. fr <.i.ie HUv.ores ^ eiiZ
. ■ iuswahi grains a..s a .- "a, ar jjiffereiitia.,. Fixter & \ .3 L .ebiidet, which are two separate JPiIt ^ r, one of which is effectively av.roh.Lt.ssig for aie ^ liLoreszexiZ-liöncgenstrari-ien from the gesovii-!; en 'i-eiuent vnd der tu j the e effectively üxid ^ jirciu-üssi, ;; / opt-que / · ist. Vorzv.gsv / eise are the i ^ ateriai.ien, uas ae ... en the j'ixter hergescelj.t, so certain that'i only aiix en ^ er ^ ner ^ iebreiuh aiej.j. ao3ürp ': ionsicanT, en der i < l i
Es sei jedooh darauf hingewivsen, daß aie i.iittel für die ■ö'.i.uoresüenz-Wöntgens::rah--enausvvah.L nicht notwendigerweise ein ±Jaa.r Differentiaj.filter sein müssen, Andere iaog_.iche Verfahren aer Höntgenstrah-s-en-xinersieaiiswahi bestehen in der Verwendung entweaer eines ivristaii-Spektrometers (dies ist nur bei /er-.rrendv_ng eines Rö.ntc-instrahi engener at or s mögxloh), eines einzigen Hoixtgenatrah-.enfij.ters, eines eriergieeiapfindiiohen Detektors, der mit aer liapulsliöhenanalyse in /eroinuwig steht, oder einer so.! ohen Auswahl von . ief er^uei.' e und Detektor, daß nur der er-.i'ürderiiohe Höntgeiistrahj. zur -tüire^i.ai..·; ^e or acht und ermittelt wird»It is jedooh hingewivsen that aie i.iittel for ■ ö'.i.uoresüenz-Wöntgens: rah - enausvvah.L not necessarily a ± J aa.r Differentiaj.filter must be iaog_.iche Other methods aer Höntgenstrah-s-en-xinersieaiiswahi consist in the use of a entweaer ivristaii spectrometer (this is only / ER. rr endv_ng a Rö.ntc-instrahi Engener at or mögxloh s), a single-Hoixtgenatrah .enfij.ters, a eriergieeiapfindiiohen detector, which stands with aer liapulsliöhenanalyse in / eroinuwig, or something like that.! without selecting. ief he ^ uei. ' e and detector that only the he-.i'ürderiiohe Höntgeiistrahj. zur -tüire ^ i.ai .. ·; ^ e or eight and is determined »
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-^ie -rf indung so...... mmmanr ü- ^ ie -rf indung so ...... mmmanr ü
j3estijiL..LiLii{j oaer jj'esas ;&1.· . n~ von er. ύί 1t i r t v/er de. ι. j3estijiL..LiLii {j oaer jj'esas;& 1. ·. n ~ from him. ύί 1t irtv / er de. ι.
^ ßaz: g auf in is.enwarx von^ ßaz: g on in is.enwarx of
iJiö otrah.ieni.ief erci"j'.ü.i...3t y/eiohe fi'r d.i.;
fluoreszierenden Hönj^enstrah. en aus deüi ^s^.
verwendet v/ird, sox...te unter i
S-i-Jhtspunkfce auotjew '.h.· is werden:iJiö otrah.ieni.ief erci "j'.ü.i ... 3 t y / eiohe fi'r di; fluorescent Hönj ^ enstrah. en from deüi ^ s ^. used v / ird, sox ... te under i
Si-Jhtspunkfce auotjew '.h. Is:
^xuj. ■ von^ xuj. ■ from
e-e-
1. Vw die iC-Rönti;;enscrah-en des esv.onjöx^ -^. e^1. Vw the iC-X-ray i; ; enscrah-en des esv.onjöx ^ - ^. e ^
(z.B« iLupfer) zu erre-,eiL, α,Λΐβ uie x^ier^ie der diran.enfi::e.L ο größer ;.,,'_■.:s die 2nerijie aer ..-Abso-."p::iojiSiCcüa.te aes ei es..LC1It en ^ .erneutes sein (ϊ r x.. .ox'er iat sie c,9& -^eTj.(eg «iLupfer) to reach-, eiL, α, Λΐβ uie x ^ ier ^ ie der diran.enfi :: eL ο larger;. ,, '_ ■.: s die 2nerijie aer ..- Abso -." p :: aes iojiSiCcüa.te ei es..LC 1 it s ^ .erneutes be (ϊ r x .. .ox'er they iat c, 9 - ^ etj.
2. i'Lir j,axi%il-. ^iatuu jsfuhi^lceit ba'./. -wirkun-3.-3ra.a — id die i>bra.hj.ena„-.e.;.. eienei\:ie so iiiedriij wie Jio^'j-iuii &3in, v/-:.iirend die jtieaing'L;*:^ (1) jedouh oefoj.^L uz·.·:, eix^ehaltsn v/ird.2. i'Lir j, axi% il-. ^ iatuu jsfuhi ^ lceit ba './. -Wirkun-3.- 3 ra.a - id die i> bra.hj.ena "-. e.; .. eienei \: ie so iiiedriij as Jio ^ 'j-iuii & 3in, v / - : .iirend die jtieaing'L; *: ^ (1) jedouh oefoj. ^ L uz ·. · :, eix ^ ehaltsn v / ird.
5. -U1Ur eine üiixxinale Streu^-iig muß -i· e 6 .raiLLenii.ej— enenergie so niedrig ^ie möglich sein.5. -U 1 For an axxinal scattering, -i · e 6 .raiLLenii.ej— enenergy must be as low as possible.
Eine vierte Begrenzung ist jedooh duroh das Erfordernis gegeben, daß die Intensität der übertragenen Strahlung bestimmt werden muß, wobei es erforderlioh ist, daii Im für eine genaue Messung nicht zu niedrig sein sohlte. A fourth limitation, however, is given by the requirement that the intensity of the transmitted radiation must be determined, it being necessary that I m should not be too low for an accurate measurement.
In der Praxis stehen mehrere otrahlenquel en zur Verfügung,In practice there are several sources of radiation available
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und ζ..ar ein idöritgenstrah. angonerator (uer eine v.;i· η der iche --asrgia ergiüt) und Radioisotooenouex. en, rfie Delüoic'-Sweiue -Jroiiiethiuiii 147/A-.wuiniiiJii (1u-6ü .e/ efx'eiciv), ^üierxci- iu-241 (11-22 und 60 kaY effektiv), l'ritiusi/ "Zirkoni- m and Tritium.. Titaniuu (ö,93 - 12 keV effektiv) -.aid οα.αωΐ.^-1ΐ;9 C<:2 .-.c / ef :.'eict Proriexüi:u!i-147, ----> iiiiui!'m '..na Λίώβΐϋϊ'ΛΕϊ 241 icöatiien aioh verwendet .■lerdeii., er^eoen siber Dei niedrige:! iarpferkonzen^ratioiifcjivvvi^ die niedrige ^mission av.s aiesen ά^ηάύ.ΰ^·,.&1 len. deren Vert/j,..·'!-ny doniit ist üadmii>m-109 die vc/r^ezogeiie ,-süu, aoon aau;; .jueriji: u-241 eoenso verwendet werden, lia ist ersichtlioli, daü fü..· Jaüuiiun-109 die Lrref;ungsenergie (2^) mid die übertragene Lneroie (ώ+) die gl:iioneri sind, je-dojh im J?al=-e v-n A,.eriüir.j.x-241 v'_ · nü i'. efiecbiv anders sein iCömiten, η...ΐΛ ich z.B» die i/iearige ji iccnuponente (^) bzw. die iiohr- uuergiekoniponerite (ii+).and ζ..ar an idöritgenstrah. angonerator (uer eine v.; i η der iche --asrgia ergiüt) and Radioisotooenouex. en, rfie Delüoic'-Sweiue - J roiiiethiuiii 147 / A-.wuiniiiJii (1u-6ü .e / efx'eiciv), ^ üierxci- iu-241 (11-22 and 60 kaY effective), l'ritiusi / "Zirkoni - m and Tritium .. Titaniuu (ö, 93 - 12 keV effective) -.aid οα.αωΐ. ^ - 1ΐ; 9 C <: 2 .-. c / ef:. 'eict Proriexüi: u! i-147, ----> iiiiui! 'm' ..na Λίώβΐϋϊ'ΛΕϊ 241 icöatiien aioh used. ■ lerdeii., er ^ eoen siber Dei low :! iarpferkonzen ^ ratioiifcjivvvi ^ the low ^ mission av.s aiesen ά ^ ηάύ.ΰ ^ ·,. & 1 len. Whose vert / j, .. · '! - ny doniit is üadmii> m-109 which vc / r ^ ezogeiie , -süu, aoon aau ;; .jueriji: u-241 eoenso be used lia is ersichtlioli, f DAT for .. · Jaüuiiun-109 Lrre; ungsenergie (2 ^) mid transmitted Lner o ie (ώ +) GL: are iioneri, je-dojh in J = -e al vn A, .eriüir.jx-241 v '_ · nü i'. efiecbiv be different iCömiten, η ... ΐΛ i eg »the i / iearige ji iccnuponente (^) or the iiohr- uuergiekoniponerite (ii + ).
Das .essen sowohx der fjuoreszierenden a...s ancih i'jr übertragenen Röntg ens "rail, .en liefert eine ; bertragangakorrektar /•'tranamiabion correction"/» '»eiche die Effekte infoxrie uer J-nterferenze.i.eiuente ausschaltet, ^ua-'-itativ geht die )üer~ra^n-;.sicorreictür wie nToigt vor sich: pie iluoressenz-Intensitat der xcö strahlen aus deiit gesuchten element, beispieisv;eide iLvpfer, mit zuncihniander löipferkonzentration zu, nij,....t jedoch uit Z'jnehiaynder Konzentration des Interferenzexementes, beispielsweise .Jiaen, ab. Die übertragene Intensif..t nimmt mit zvmeiimender Konzentration sowohl des Kupfers als auch des Eisens ab. iooniit icann da.s Verhältnis von fluoresaierender Intensität zu übertragener lThe food as well as the fjuorescent a ... s ancih i'jr transmitted x-ray ens "rail, .en delivers a; transfer rate correction / • 'tranamiabion correction" / » '» calibrate the effects infox ri e uer interferences.i. switches off elements, ^ ua -'- itatively goes the) üer ~ ra ^ n- ; .sicorreictür as necessary in front of you: pie iluoressenz-Intensitat of the xcö radiate from the element sought, for example, eide iLvpfer, with increasing concentration of the lion, nij, .... t however uit Z'jnehiaynder concentration of the interference expression, for example . The transmitted intensity decreases with increasing concentration of both copper and iron. iooniit icann da.s ratio of fluorescent intensity to transmitted l
/"zu viel Streuung. Tritium/Zirkonium und Tritium Titanium Können verwendet //erden, aber bei niedrigen Kupferkonzencrationen/ "Too much dispersion. Tritium / Zirconium and Tritium Titanium Can used // earth, but at low copper concentrations
9 0 9 8 3 0/1150 BAD OHiGiNAL9 0 9 8 3 0/1150 BAD OHiGiNAL
(I1, :.,,) ->MieiE"-f iiidiiüii gegen - oer Atiüerunjen eier -konZeutrK ei es liiterierenae. eiii^xibes ^eiancht werden, aie iu ::raolis;:enenaen :.j ..kr eri i.utero ndrd.(I 1 ,:. ,,) -> MieiE "-f iiidiiüii against - oer Atiüerunjen eier -konZeutrK ei es liiterierenae. Eiii ^ xibes ^ eiancht, aie iu :: r aolis;: enenaen: .j ..kr eri i.utero ndrd.
Jie Tsrv/e-Mdim.^sinögliori-ieitöii der arf indan, s ■-,. · ..-3:c. 'i^onnik /:_-ji — irL.-er}:.-... b des bereiohs der Röntgens ■"-r-r-h-: en-jVraoreszsiiz-.^.-.1/ee — vöi.li,·· allgemein /couoxetel/ general/, vorausgesetzt, -_■·■'"."'■ Proben von koüs santer j asse "oro ^1I xcheiieinheit verwende -; werden,Jie Tsrv / e-Mdim. ^ Sinögliori-ieitöii the arf indan, s ■ - ,. · ..- 3: c. 'i ^ onnik /: _- ji - irL.-er}:.-... b of the bereiohs of the X-ray ■ "-rrh-: en-jVraoreszsiiz -. ^ .-. 1 / ee - vöi.li, · · General / couoxetel / general /, provided -_ ■ · ■ '"."' ■ samples of kus santer jasse "oro ^ 1 I xcheiiunit use -; will,
,.-..sr alternativ, daß eine unabli'n^i .e liestimuu ι von ic^einen, .- .. sr alternatively that an unabli'n ^ i .e readsimuu ι from ic ^ a
'.j'' x'"vierm c . ber üiiie ^.u^ebene Ui.sse ;ro jj1 . .-.che^einheit eri'c. --t. boiiii ι: "i--ü4iii, v;enn dua vorstehend luiirisoe.ie /erf-dliren ver-■■■vadet wir α, das /erli ..tiiis I ,.· I,n so .--eiuacht weraen, daü es l^ai^Üüli von der IConze: traaion des ^esi'oaten J_omei..tes abhängt, vorat;.sgese";zt, daß die lasae pro Plaohenei-.^isit der zn analysierende... Probe eiuen vorbT-.sti^unten v^ert hat, weIolier für eine wirkungsvo.-_.:.e Anal... e zweokia ßi./ üde opciuale kasse pro i\. _-i.c Ij en einheit ist.'.j''x'"four m c. about üiiie ^ .u ^ level Ui.sse; ro jj 1. .-. che ^ unit eri'c. --t. boiiii ι:" i - ü4iii, v ; enn dua above luiirisoe.ie / erf-dliren ver ■■■ vadet we α, das / erli ..tiiis I,. · I, n so - eiuacht weraen that it was l ^ ai ^ Üüli from the IConze : traaion des ^ esi'oaten J_omei..tes depends, vorat ; .sgese "; zt that the lasae pro Plaohenei -. ^ isit of the analyzing ... sample has given a pre-.sti ^ below, but for an effective anal ... e zweokia ßi. / UEDE opciuale fund per i \. _ ic Ij s unit is.
TJm die ./irlcungaweise der Erfindung η her zv. er.i...altern, soll der Quant it ativ-Effekt der ubertragiuigskorreKfüjp nv-.;uiiehr darge- ;ε t w-erde .TJm the ./irlcunga way of the invention η her zv. er.i ... age, the quantitative effect of the transferring corrective
iiie Zi anal,/3i er ende Probe wira aus Mehreren ^.lementen be~ seaen, we o.xo du.ruh d ..3 Symbox büw. Zeioneu "i" d arg es -:il._t werden können, /The target, the final sample is made up of several elements seaen, we o.xo du.ruh d ..3 Symbox büw. Zeioneu "i" d arg es -: il._t be can, /
r. die Konzentration dea Elementes 1 in der Probe ist,r. is the concentration of element 1 in the sample,
909830/1150909830/1150
VSV.ü"vte..i jVSV.ü "vte..i j
jV "ifer) iji air ^rjV "ifer) iji air ^ r
■ . die j.assenabsorotionoitoefii^ienten aer .~i■. the j.assenabsorotionoitoefii ^ ienten aer. ~ i
darstellt, E„ die fluoreszenzenergie des gesuchten Elementes ist,represents E "is the fluorescence energy of the element sought,
/uj. der Massenabsorptionskoeffizient der Elemente i bei der Energie E^ ist, / uj. is the mass absorption coefficient of the elements i at the energy E ^,
E die Energie ist, die erforder±ich ist, um die Röntgens rah_.e.^. des ^es cnten Lienientes z\, erregen,E is the energy, the erforder ± I is rah_.e the Roentgen. ^. des ^ es cnten Lienientes z \, excite,
/υ . aer j..assej.Labsor )tionskoeffizient der rJ._ erneute i bei aer .Mier, ie ^ ist,/ υ. aer j..assej.absorption) coefficient of rJ._ renewed i at aer .Mier, ie ^ is,
Lj^ uii 5ner 'ie der '-LÖnt.ge.u8';rü.i- en iß :, .velcha d'.rüh die j/robe tr.i]8Jj;i"J ,iert v/erde.,., Lj ^ uii 5ner 'ie der' -LÖnt.ge.u8 '; rü.i- en iß:, .velcha d'.rüh die j / robe tr.i] 8Jj; i "J, iert v / erde., .,
," , . aer iiassGnabsor-pxiOiiskoeffizient aer .-:.em."=hte i bei aer, ",. aer iiassGnabsor-pxiOiis coefficient aer .-:. em." = hte i at aer
^e Lt ,.^ .,
dii Inte...sit.α·;; aer fl 0res.2ieren.den iiöx..tgens\;raiij.en ist,^ e L t ,. ^.,
dii Inte ... sit.α · ;; aer fl 0res.2ieren.den iiöx..tgens \; raiij.en is,
'i.i . Intejxsit ;.ot aer sinfaD. ■ enden Dtr^ki-'·.--j..-: "und'i.i. Intejxsit; .ot aer sinfaD. ■ end Dtr ^ ki- '· .-- j ..-: "and
. eine ivons^ante ist, -.;sj one ν η der geometrischen j-eisV/ji^sf-vliigk-.·' t, der x/etektorleist" η.;.sf ihi^keit, der Filter e:'-sxuii,jöf higiceit vmd der Hont ysnstro,h..-en- F ^-ores.-.enaerre^v.ii.a-j-eis'ju^.- sf ^hig^.eit der verwej,deten Vorricht' η abhunift., dann .yiit, v/enn dia i-atrixverst :rki'ii_-:seffekte veruachl'iasi·::!; werueu.!. an ivons ^ ante is - .; sj one ν η the geometric j-eisV / ji ^ sf-vliigk-. · 't, the x / etektorleist "η.;. sf ihi ^ keit, the filter e:' - sxuii, jöf higiceit vmd der Hont ysnstro, h ..- en- F ^ -ores .-. enaerre ^ v.ii.aj-eis'ju ^ .- sf ^ hig ^ .bej, the device 'η abhunift ., then .yiit, v / enn dia i-atrixverst: rki'ii _-: seffekte veruachl'iasi · ::!; werueu.!
° 1 GU ° 1 GU
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
909830/1 150909830/1 150
der j&l . be tr; .Jh :et ouer i-.-.xeryi-oht v/iru, .<o i..-L Kupfererzen i^.-er /erv/end ^u; einsr Aiueriüi id-24-1-quelj-Θ bestimm i, werden so.l, ./eraen die Jerte von ±ί,, λω iuiü ,hJ.the j & l. be tr; .Jh: et ouer i -.-. Xeryi-oht v / iru,. <O i ..- L copper ores i ^ .- er / erv / end ^ u; Einsr Aiueriüi id-24-1-quelj-Θ determine i, so.l, ./eraen the values of ± ί ,, λ ω iuiü, h J.
wie folgt aruienoiiiüiim:as follows aruienoiiiüiim:
^ =8,05 keV (für die iu .pf er-Üet -Hö^ = 8.05 keV (for the iu .pf er-Üet -Hö
=15 keV
. = 60 keV= 15 keV
. = 60 keV
Wie später geneigt werden ao.= l, is'c aie verwendete Probe eine solche von geaattifster Iviaaae pro j?_uu.oheneinrieit /"saturation" mass per raiit area/ f :.r uie ;j rahlcn- niedriger Energie. Die ilbercra-gens Intensität I,,, isu danc-rsHow later do we incline ao. = L, is'c aie used sample such of aattifster Iviaaae pro j? _Uu.oheneinrieit / "saturation" mass per raiit area / f : .r uie; j rahlcn- low energy. The ilbercra-gens intensity I ,,, isu danc-rs
Irj} = Iok2exp - Mi(^ V)1 (2)I rj} = I o k 2 exp - Mi (^ V) 1 (2)
II die tiaase pro tfläohenein'neit der -crobe -.aid k2 eine Konstante ännlioh der Konstanten k.. ist, aber unber Ausschluß uer Höii'a^enstrahxen-Erregim:.s-Le istvingsf ähigkeit.II the tiaase per tfläohenein'neit of the -crobe -.aid k 2 is a constant ännlioh of the constant k .., but without the exclusion of Höii'a ^ enstrahxen-excitement : .s-Le istvingsf ähigkeit.
Daher gilt:Therefore:
θχρθχρ
BAD OFiiGSHAL 90ä830/1150 BAD OFiiGSHAL 90-830 / 1150
IC =IC =
In jj1 al---S aer ivripfer-^'.LUoresiseiiZ-Röiit^ens^rcui e_i ist Ei3en ein Iiioerf erevizeleuent, we.LOiiea in uer Latrix in ,^roi Konzentry.tiji.eii (r-lQ) vorhanden sein kanu und so.d', βϊ.αί.η ι.a;,rix-Absor pt ionsef feiet hervorruft.In jj 1 al --- S aer ivripfer- ^ '. LUoresiseiiZ-Röiit ^ ens ^ rcui e_i is Ei3en a Iiioerf erevizeleuent, we.LOiiea in uer Latrix in, ^ roi Konzentry.tiji.eii (r- lQ ) be present canoe and so.d ', βϊ.αί.η ι.a;, rix-Absor pt ionsef feiet causes.
^o imUi, U;ii den i.iaurixei'.elct av.szug-.eiuheü, die xo.^ende^ o imUi, U; ii den i.iaurixei'.elct av.szug-.eiuheü, the xo. ^ end
Bedingen-.j erf. ..χι werden:Conditions-.j erf. ..Χι become:
yiT > = ο (4)yi T > = ο (4)
d.h. die nairiaiij von Iji/'lm ao.i.ite iinabh-u:i;::ig von aer der Eisenkonzent ation aein.ie the nairiaiij of Iji / 'lm ao.i.ite iinabh-u: i ; :: ig of aer the iron concentration aein.
,■Venn dia- 31eiohun;; (3) differenziert und auigslöat wird, ru einen soj.caen ./ert für die a.iasse pro ίχ^οϊιβηβϊχιηοχ . zu fi^xuen, dai3 das Differenzial gieioh iiull ist, wird die op;iuiaj.9 i..asse pro yiäoheneinheit erha-.ten, näiülioh, ■ Venn dia- 31eiohun ; ; (3) differentiated and auigslöat is, ru a soj.caen ./ert for the a.iasse pro ίχ ^ οϊιβηβϊχιηοχ. to determine that the differential is gieioh iiull, the op; iuiaj.9 i..asse per yiäohen unit received, Naiülioh
( ,-υ f 7 (, -υ f 7
Es ist ersiohtlioh, daß die vorstehenden Oberleitungen nichtIt is ersiohtlioh that the foregoing overhead lines do not
909830/1150909830/1150
BAv0 o^h BAv0 o ^ h
-■r r i'Jr air ~f,y^neaäcii-i einer Anierici- in-2 41-^t rah-· on. e.^is üv.-tr;--"1'5LL, jüL/isr^ χ'^r jeden "ι·'1.-.. Il, υ/ο ".J :nu ^ _ ".-^ ,ex'oc ieu.-.ich siiiuo .:-..ύ- υ ".η-- L. ^eic.i bind, v.i-. ea oei aer θ:"ί.αιαϊ"ι.;.^-1Ο9" J"G_:&.Ii.: eiiO ..el e der j'al.: isü, ^eI'';ei., aie £■ -ic::.1.·=.α osr.i5-.i"ai^en, a-^ei" d:-.ls '■" laifj. u. ; leich sind, uu souit v/i..-a j- ■ rr i'Jr air ~ f, y ^ neaäcii-i an Anierici- in-2 41- ^ t rah- · on. e. ^ is üv.-tr; - "1'5LL, jüL / isr ^ χ '^ r each" ι ·' 1 .- .. Il, υ / ο ".J: nu ^ _" .- ^ , ex'oc ieu .-. i siiiuo. : - .. ύ- υ ".η-- L. ^ eic.i bind, vi-. ea oei aer θ:" ί.αιαϊ "ι. ; . ^ - 1Ο9" J "G _: &. Ii .: eiiO ..el e der j'al .: isü, ^ eI ''; ei., aie £ ■ -ic ::. 1. · = .α osr.i5-.i "ai ^ en, a- ^ ei "d : -.ls'■" laifj. u.; are easy, uu souit v / i ..- aj
' "e'"e
j. eiclum;,: (6) .^-iriii daiui 2 ^c-JaIa1, wie i'oi^.'c .oscriijjj weraenij. eiclum;,: (6). ^ - iriii daiui 2 ^ c-JaIa 1 , as i'oi ^. 'c .oscriijjj weraeni
Le^e L e ^ e
So ist es für eine gegebene Dtrah-ienauel.e um i'itores- -Hb'iita-e-.s Jrralilenener^ie üiög^ich, einen ./erc r.'Ux aie i-ias.se oro jjlj-a.clieneiiilieit (M.Vi)r|,) der trobe zu f inuen, v/o I_- !,„ unabiiclnyig von der Konzentrat ion des Interf erenzeiejaentes Ϊ3Έ.So it is for a given Dtrah-ienauel.e to i'itores- -Hb'iita-e-.s Jrralilenener ^ ie üiög ^ i, a ./erc r.'Ux aie i-ias.se oro jj l ja .clieneiiilieit (M. Vi) r | ,) to f inuen the trobe, v / o I_-!, "unabiiclnyig from the concentration of the Interf erenzeiejaentes" 3 ".
jüs hat sich horai'Si-;;esbel,.t, dab in den weitava j?1., ien IiQpT -i- 3? die ber^raGiingskorreirU'r ;sroiier a-.s die Satti guij.-3dicice /"s^buratiori thickness"/ fo.r die Fluoreszenz ist. ^ie "ohjfsika.. isehe Dicke der Probe hat sich a...a von praktisch a-Λΰχ iiX'-Diiren erI; in den meisten ϊ'ύ-·.. en beraiis^estej. ■;. In htaii cliB/x Ji1Jj.! en hat sich der V/ei't von "^prn a.--.rj ^ieiiu..icn ^ruß oderjüs has horai'Si - ;; esbel, .t, dab in the weitava j? 1. , Ien IiQp T -i- 3? the ber ^ raGiingskorreirU'r ; sroiier a-.s the Satti guij.-3dicice / "s ^ buratiori thickness" / fo.r the fluorescence is. ^ ie "ohjfsika .. isehe thickness of the specimen has a ... a of practically a-Λΰχ iiX'-Diiren erI; in most ϊ'ύ- · .. en beraiis ^ estej. ■ ;. In htaii cliB / x Ji 1 Jj. ! en has the V / ei't of "^ prn a .--. rj ^ ieiiu..icn ^ soot or
909830/1150909830/1150
Icein für eine praktische PfoDuiiuicke erv/ieuen, aber dieser kann durch Verwendung; eines Verhältnisses vonIcein for a practical PfoDuiiuicke, but this one can by using; a ratio of
1nZf. 1n Zf.
(I,„) anstelle von I-m/I™ r-berwunaeii .'^rue.!. eim. also I„/(I,„) verwendet wird, worin η eine oositive G-anzzahj. oder ein ist, wird die i>. eichun^ (5) im al., gem. inen .Fall zu:(I, ") instead of Im / I ™ r-berwunaeii. '^ Rue.!. eim. So I "/ (I,") is used, where η is a positive G-anzzahj. or is a, the i>. eichun ^ (5) in the al., in accordance with inen. Case of:
-1 Ve + /-1 Ve + /
uf)u f )
χ-^χ- ^
Sorait ist der 1/ert von Mqpm inn einen J1JCtor von η reduziert; wenn man beispielsweise die Verwendung von (Ij1) v/ählen würde, wird der Wert von L1,- h.a.. ο so groß, als er sonst gewesen ware. ,/enn der Wert von η zi noch ist, werue.i ge dt oh jj'elu er in der Messung von Im (weiche gewöiuu.ich ii.i Beζ .■ =. .f diejenigeii in I,, zu vernaohj :issi;ren sind) ...roß.Sorait is the 1 / ert of Mqpm inn a J 1 JCtor of η is reduced; for example, if one were to use (Ij 1 ) v /, the value of L 1 , - ha. o becomes as large as it would otherwise have been. , / if the value of η zi is still, werue.i ge dt oh jj'elu er in the measurement of I m (soft Gewöiuu.ich ii.i Beζ. ■ =. .f diejenigeii in I ,, zu vernaohj : issi; ren are) ... great.
Es ist zu beachten, daß f r einen, ,-e.-,ebenen \/ert von Mq^,,,, ein genauer Ausgleich mir bei aer i-'robejaz...suiiiiuensetzung erreicht werden wird, für welche MOpm bes"iiuui; worden ist, aber in der Praxis hat sich herausgestellt, d&.tä der ^,.sg. eich über einen weiten Z-Jsa.tuei.se !;zi..u. rsbereicn beinahe genau ist. i)iß optima Le Lasse pro Ji1J ^.cheneiriheii;, (L.JM), u<...ngt j.-dojh nicht nur von der Probenzusai:jaenser,z-^k ab, sondern a·. on Tun der Art der Strahxencuei.ej z.^.. ist bei einer Amerioii^n-241-o ;rah^enquelie MQpT 6,25It should be noted that for a, -e .-, plane \ / ert of Mq ^ ,,,, an exact equalization will be achieved with aer i-'robejaz ... suiiiiuensatzung, for which M O pm esp "iiuui; has been, but in practice it has been found that the ^,. so-called eich over a wide Z-Jsa.tuei.se! Le Lasse pro Ji 1 J ^ .cheneiriheii ;, (L. JM ), u <... ngt j.-dojh not only from the sample consistency: jaenser, z- ^ k, but a ·. On doing the kind of Strahxencuei.ej z. ^ .. is at an Amerioii ^ n-241-o; rah ^ enquelie M Q p T 6.25
g/ciii , w hifend i"I:·? eine Jadmii iü-1 oQ-^trah .encuelxe M,.pm 0>43 g/om4" ist.g / ciii, w hifend i "I: ·? a Jadmii iü-1 oQ- ^ trah .encuelxe M, .pm 0> 43 g / om 4 " is.
BAD ORIGINAL 909830/1150 BATH ORIGINAL 909830/1150
Die . bertragun ;3korr9k;:i.ir-l'eo]i£iiK Kann ebenso verwende>z ./erden, wenn eine £το..·,ϋ Zahl von I_i:erferenze. ..menten vor-Iiariden ist. .Für jedes IL/saferenzeleüienc a, υ, ο ... ist die u·. eiotiung f r MOp„ auciers, daThe . transfer; 3korr9k ; : i.ir-l'eo] i £ iiK Can also use > z ./erden, if a £ το .. ·, ϋ number from I_i: erferenze. ..menten is pre-Iiariden. . For every IL / saferenzeleüienc a, υ, ο ... is the u ·. eiotiung for M O p "auciers, da
(7a)(7a)
is <.% "! uf}irJ1 i1 - ^X ^ (7b) i s <.% " ! u f } i r J 1 i 1 - ^ X ^ (7b)
1 ' ' VV ^e 1 " VV ^ e
909830/1 150909830/1 150
7BAD ORIGINAL 7 ORIGINAL BATHROOM
-H--H-
Da jedoch E und ~<i„ fescstenen und so gewählt sin-a, aa ' sieHowever, since E and ~ <i "are fixed and so chosen are sin-a, aa 'they
θ Xθ X
im pnotoelektnuchen jiereic^ liegen, (sit;ne j und O))» sind die Verhältnisse (/uf//u e) i;ir j^-des der Interferenzelemente a, b, c ... die ,lcior.en, ana t,o v/i .cd der Wert von Mü?fJ, für dieBe Elemente der gleiche sej.ii. iJie Ausnahme bzw. Abweichung hiervon tritt auf, wenn das Interferenzeloment eine Absorptionskante zwischen E~ und ü hat. In diesem Ausnahmefall wird jedoch der Interele.iiei:t-L"ifx"ekt klein sein, und wenige Elemente werden in aiese xCat^gorie fallen, üo ist die ÜbertragungskorrekourtecLnik besonders vorteilhaft, wenn eine große Anzahl von Interferenz-3χoinenten in der Probe vorhanden ist.in the pnotoelectnuchen jiereic ^ lie, (sit; ne j and O)) "are the ratios (/ u f // u e ) i; ir j ^ -des of the interference elements a, b, c ... die, lcior.en , ana t, ov / i .cd the value of M ü? fJ , for which elements the same sej.ii. The exception or deviation from this occurs when the interference element has an absorption edge between E ~ and ü. In this exceptional case, however, the Interele.iiei: tL "ifx" ect will be small, and few elements will fall into this category, the transfer correction technique is particularly advantageous if a large number of interference elements are present in the sample.
Eine Anwendungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zoigtOne form of application of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing reproducing it, for example, and that is reluctant
Pig. 1 eine schematische Darstellung der verwendeten Vorrichtung,Pig. 1 is a schematic representation of the used Contraption,
3?ig. 2 eine IDichkurve, bei der die fluoreszenz-Intensität von Kupfer-K .-Röntgenstrahlen -(X3) gegen die Kupferkonzentration (r ) unter dem Vorhandensein von variierenden Konzentrationen (rg, ) des Interferenzelementes Eisen bei Verwendung einer Americium-241-ötrahlencuelle abgetragen ist,3? Ig. 2 an ID curve in which the fluorescence intensity of copper K. X-rays - (X 3 ) plotted against the copper concentration (r) under the presence of varying concentrations (rg,) of the interference element iron when using an americium 241 oil source is,
Fig. 3 eine Sichkurve, bei der das VerhältnisFig. 3 is a curve in which the ratio
909830/1150909830/1150
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
gegen die ^upferkonzentration unter Vorhandensein von vers.nderlic:ien ^Konzentrationen vonagainst the copper concentration in the presence of ver s .nderlic: ien concentrations of
bei Verwendung einer Amerioium-241-Ötrali abgetragen ist;when using an Amerioium-241 Ötrali is worn away;
4 entspricht J?ifj. 2 unter Verwendung ej.ner Cadmium-1 u9-t>tra]ilenquelie,4 corresponds to J? Ifj. 2 using ej.ner cadmium-1 u9-t> tra] ilenquelie,
wälix'endwälix'end
5 Fig. 3 unter Verwendung einer Cadmium-109-5 Fig. 3 using a cadmium 109
entspricht.is equivalent to.
iäi Pig. 1 befindet sich eine Röntgenstrahlenquelle,' die eine Am-5riciuia-241 -Strahlenquelle i—b, unter einer Probe 2, die zu analysieren ist. Die Probe 2 wird die optimale kasse oro iläcLeneinlieit haben, v/ie sie aus der (xleiclmngiäi Pig. 1 there is an X-ray source, ' the one Am-5riciuia-241 radiation source i-b, under a sample 2 to be analyzed. Sample 2 becomes the optimal one kasse oro iläcLeneinlieit have, v / ie you from the (xleiclmng
(5) berechnet ist, wenn eine Matrix von OuO/Ji'e O./öiöp angenommen wi??d. Die optimale Masse pro Flächeneinheit kann unter Verwendung bekannter Werte von /u » /U^ und /U, f.ir Eisen und einet. Wertes für 5 ( ax& + /uf)-iri > der einer Probe entspricht, v/elche 2,5 ^ Kupfer und 2,5 '/> Bisen enthält, errechnet werden, wobei das Ergebnis MOpm =6,25 g/cm^ ist.(5) is calculated if a matrix of OuO / Ji'e O./öiöp is assumed. The optimal mass per unit area can be calculated using known values of / u »/ U ^ and / U, for iron and unity. The value for 5 ( ax & + / u f) -i r i> which corresponds to a sample containing 2.5 ^ copper and 2.5 '/> bis, can be calculated, with the result M O pm = 6 , 25 g / cm ^ is.
o'rj^r der Probe 2 befindet sich ein Bleikollimator 3, über \isichern ein Stra^lendetektor 4 vorgesehen ist. Zwischen dem i'Iolli.-iator 3 und dei;i Detektor ,o ist ein Filter 5 vorgesehen, dessen Zweck darin besteht, ü'iedrigenergie- und Pluoreszenz-Rönt.;ensfcrahlen von der übertragenen otrahlung auszufil-ϊ-Γ/i, ana v/tlcher zwec::ioäöig ein Filter aus Eisen von der Dicks von j, 2b mn sein kann. Der Kollimator 3 erzeugt einen schma-o'rj ^ r of the sample 2 is a lead collimator 3 via \ isichern a road ^ lendetektor 4 is provided. A filter 5 is provided between the Iolli.-iator 3 and the detector, o, the purpose of which is to filter out low-energy and fluorescent X-rays from the transmitted radiation, ana v / tlcher zwec :: ioäöig an iron filter of the thickness of j, 2b mn can be. The collimator 3 produces a narrow
909830/1150 IAD original909830/1150 IAD original
len Strahl von transmittierter Strahlung, welcher auf den Detektor 4 auffällt, der von jeder "beliebigen geeigneten Üattung sein kann — ein Szintillationszähler ist in dem Diagramm gezeigt — und welcher die Intensität (ij der übertragenen Strahlung mißt.len beam of transmitted radiation, which on the Detector 4 is noticeable, which can be of "any suitable type - a scintillation counter is in the Diagram shown - and which the intensity (ij the measures transmitted radiation.
Ein zweiter Strahlendetelrtor 6 ist unter der Strahlenquelle 1 und der Probe 2 angeordnet, wobei dieser Detektor die Intensität (1™) der rückgestreuteii fluoreszierenden Röntgenstrahlen mißt. Der Detektor 6 kann, ebenso wie der Detektor 4, von jeder beliebigen geeigneten Art sein und ist hier als Proportionalzähler gezeigt.A second radiation detector 6 is under the radiation source 1 and the sample 2 arranged, this detector measuring the intensity (1 ™) of the backscattered fluorescent X-rays measures. The detector 6, like the detector 4, can be of any suitable type is shown here as a proportional counter.
Zwischen der Strahlenquelle 1 und dem Detektor 6 ist einer von zwei Differentialfiltern 7 angeordnet. Die filter 7 weraen hintereinander verwendet, wobei der eine effektiv für die oharak-teristiscJicn Kupf er-K ^ -Röntgenstrahlen durchlässig ist, während der andere Filter effektiv undurchlässig ist. Bei Kupfer ist die Energie der fluoreszierenden Röntgenstrahlen 8,05 keV, und die Filter sind so gewählt, daß man eine K-Absorptionskante unter d,05 keV hat, z.B. Mangan 6,542 keV, >Jisen 7,113 keV oder Kobald 7,713 keV, und der andere hat eine K-Absorptionskante von ungefähr 8,05 keV, z.B. Nickel 8,337 keV, Kupfer 3,932 keV oder Zink 9,662 keV. Die vorgezogenen Materialien für die btiden Filter sind Kabalt und Nickel, d.h. diejenigen mit einer Absorptionskante, die 3,05 keV am nächsten kommt.One of two differential filters 7 is arranged between the radiation source 1 and the detector 6. The filters 7 are used in series, one of which is effectively transparent to the oharac-teristic copper X-rays, while the other filter is effectively opaque. When copper is the energy of the fluorescent X-rays 8.05 keV, and the filters are selected such that a K-absorption edge among d, 05 keV, has as manganese 6,542 keV,> Jisen 7,113 keV or cobalt 7,713 keV, and the other has a K absorption edge of approximately 8.05 keV, e.g. nickel 8.337 keV, copper 3.932 keV or zinc 9.662 keV. The preferred materials for the twin filters are Kabalt and nickel, ie those with an absorption edge that comes closest to 3.05 keV.
909830/1150 bad or,g,nal909830/1150 bad or, g, nal
Während es unbedingt erforderlich ist, dai im Bereich der Energien von 7,713 bis ö,337 keV (d.h. .zwischen- den jeweiligen Absorptionskanten der beiden Filter) die Absorptionscharakteristika der beiden Filter sehr unterschiedlich sind, ist ebenso wichtig, daß außerhalb dieses Bereiches die Absorptionscharakteristika der beiden Filter so eingeregelt sind, daß sie mehr oder weniger gleich sind. Dies kann dadurch erreicht werden, daß in der Probenposition /sample position/ Elemente verwendet werden, welche Röntgenstrahlen von Energien ergeben, die außerhalb des Energiebereichs fallen, der zwischen die Absorptionskanten der beiden Filter kommt. Die Dicke der Filter wird dann z.B<> durch Feilen, Ätzen oder Polieren eingeregelt, bis die Zählrate ffir jeden Filter für einen bestimmten Röntgenstrahl gleich ist.While it is absolutely necessary that the absorption characteristics of the two filters are very different in the energies range from 7.713 to 0.37 keV (i.e. between the respective absorption edges of the two filters), it is just as important that outside this range the absorption characteristics of the both filters are adjusted so that they are more or less the same. This can be achieved in that in the sample position / elements are used which give X-rays of energies that fall outside the energy range that comes between the absorption edges of the two filters. The thickness of the filter is then adjusted, for example by filing, etching or polishing, until the counting rate f for each filter is the same for a specific X-ray beam.
Um zu verhindern, daß eine direkte Strahlung in den Detektor 6 eintritt bzw. eindringt, wird die Strahlenquelle 1 in einem Strahlenquellenhalter 8 aus geeignetem Material, beispielsweise Gold, und von einer Dicke, die verhindert, daß eine Strahlung in den Detektor 6 unmittelbar von der Lieferquelle 1 her eintritt, gehalten.To prevent direct radiation from entering the Detector 6 enters or penetrates, the radiation source 1 is in a radiation source holder 8 made of suitable material, for example gold, and of a thickness which prevents radiation into the detector 6 directly from the supply source 1 enters, held.
.Im Betrieb ist die Vorrichtung, wie gezeigt, aufgebaut, wobei der Filter 7 derjenige ist, der eine Absorptionskante unter 8,05 keV hat, z.B. Kobalt. Die Strahlenmenge, die auf jeden der Detektoren 4 und 6 in einem gegebenen. In operation, the device is constructed as shown, the filter 7 being the one which has an absorption edge below 8.05 keV, e.g. cobalt. The amount of radiation those on each of the detectors 4 and 6 in a given
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Zeitabschnitt fällt, wird noti'.rt, und der S1Hter 7 wird darm in denjenigen geändert, der eine Absorptionskante von über ö,05 keV hat, a.B. Wickel. Die Strahlenmenge, die auf die Detektoren 4 und 6 in dem gleichen Zeitabschnitt auffällt, wird wieder u.otja?t. Die Intensität (Im) der btralilung, uie auf den Detektor 4 auffällt, wird die gleiche in beiden Fällen sein, während im Fall des Detektors 6 die Intensität (I-cm) der Strahlun - unter Verwendung des ijic'relfilters grosser als die Intensität (Ipo) unter Verwendung des Kobaltfilters ist.If the time period falls, it is noti'.rt, and the S 1 Hter 7 is then changed to the one that has an absorption edge of over 0.05 keV, aB wrap. The amount of radiation that falls on detectors 4 and 6 in the same period of time is again u.otja? T. The intensity (Im) of the radiation incident on the detector 4 will be the same in both cases, while in the case of the detector 6 the intensity (I-cm) of the radiation - using the ijic'rel filter, will be greater than the intensity ( Ipo) using the cobalt filter.
5fj BAD ORIGINAL5fj BATH ORIGINAL
& 909830/1150& 909830/1150
Die Intensität (I-,) der fluoreszierenden Röntgen-The intensity (I-,) of the fluorescent X-ray
strahlen ist:
1Fshine is:
1 F.
Wenn I~ und I^ bekannt sind, kann das Verhältnis Lp/Ιφ leicht errechnet werden, und die Konzentrationen von Kupfer in der Probe können leicht aus einer Eichkurve, wie derjenigen, wie sie in Fig.3 gezeigt ist, bestimmt werden.If I ~ and I ^ are known, the ratio Lp / Ιφ can be easily calculated, and the concentrations of copper in the sample can be easily determined from a calibration curve such as that shown in Fig. 3.
In Fig.2 sind Eichkurven gezeigt, die unter Verwendung einer Americium-241-Strahlenquelle 1^, gegen r angetragen zeigen, wobei Kupfer das gesuchte Element ist. Die Kupferkonzentration liegt im Bereich von O bis 5 i° bei einem Eisengehalt, der ebenfalls im Bereich von O bis 5 $> variiert, Bei der normalen Analyse wird der Eisengehalt nicht bekannt sein, und der Interelement-Effekt zwischen dem Eisen und den fluoreszierenden Strahlen des Kupfers verursacht eine Ungewissheit von bis zu 1,5 $ im Kupfergehalt. Wenn beispielsweise I-, einen solchen Wert hat, dassIn FIG. 2, calibration curves are shown which, using an americium-241 radiation source, show 1 ^, plotted against r, where copper is the element sought. The copper concentration is in the range from 0 to 5 ° with an iron content that also varies in the range from 0 to 5 %. In normal analysis, the iron content will not be known, and the inter-element effect between the iron and the fluorescent rays of copper causes up to $ 1.5 uncertainty in copper content. For example, if I-, has a value such that
TT-4- x 100 = 1TT-4- x 100 = 1
ist, dann kann die Kupferkonzentration irgendwo zwischen 1,95 lh und 2,8 i> liegen, je nach der Konzentration des interferierenden Eisens. Wenn die Konzentration des Kupfers näher bei 5 # liegt, wird die Unbestimmtheit-noch größer.then the copper concentration can be anywhere between 1.95 lh and 2.8 i> , depending on the concentration of the interfering iron. When the concentration of copper is closer to 5 #, the uncertainty becomes even greater.
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Wenn das erfindungsgemässe Verfahren verwendet, I-, und I™ gemessen und das Verhältnis 1^/1™ gegen die Kupferkonzentration abgetragen wird, wird ein Ergebnis erhalten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wenn eine Americium-241-Strahlenquelle verwendet wird. Aus dieser Kurve lässt sich der Kupfergehalt zu ungefähr 0,02 <$> messen, sogar obwohl der Eisengehalt völlig unbekannt im Bereich von 0 bis 5 % ist.If the method according to the invention is used, I- and I ™ are measured and the ratio 1 ^ / 1 ™ is plotted against the copper concentration, a result as shown in FIG. 3 is obtained when an americium-241 radiation source is used . From this curve the copper content can be measured to be about 0.02 <$> , even though the iron content is completely unknown in the range of 0 to 5 % .
Die Technik bei Verwendung einer Cadmium-109-Strahlenquelle ist die gleiche wie bei der Americium-241-Strahlenquelle, mit dem Unterschied, dass die Probendicke in diesemThe technique of using a cadmium 109 radiation source is the same as for the americium-241 radiation source, with the difference that the sample thickness in this one
ρ
Fall 0,43 g/cm ist und der Filter 5 nicht erforderlich ist. Die mit einer Cadmium-109-Strahlenquelle erzielten Ergebnisse
sind in den Figuren 4 und 5 gezeigt, von welchen der Effekt der "Übertragungskorrektur" zu ersehen ist.ρ
Case is 0.43 g / cm and the filter 5 is not required. The results obtained with a cadmium 109 radiation source are shown in FIGS. 4 and 5, from which the effect of the "transmission correction" can be seen.
Es ist ersichtlich, dass es in der Praxis erforderlich ist, die Vorrichtung vor der Verwendung experimentell dadurch zu eichen, dass Proben von bekannter Zusammensetzung und von der gleichen Masse pro Flächeneinheit verwendet werden. Es ist wünschenswert, jedoch nicht erforderlich, dass die Vorrichtung bei einer Probenmasse geeicht und verwendet wird, die das Optimum ist, wie aus der Gleichung (5) errechnet. Es ist jedoch erforderlich, dass die Vorrichtung bei einer konstanten Probenmasse geeicht und verwendet wird, da die Eichung nur dann richtig ist, wenn die Probenmasse konstant gehalten wird, und Ungenauigkeiten durch Verändern der Probenmasse eingeführt werden.It can be seen that in practice it is necessary to test the device prior to use to verify that samples of known composition and of the same mass per unit area are used. It is desirable but not required that the Apparatus is calibrated and used at a sample mass which is the optimum as calculated from equation (5). However, it is necessary that the device is calibrated and used at a constant sample mass since the Calibration is only correct if the sample mass is constant and inaccuracies are introduced by changing the sample mass.
BAD ORIGINAL 909830/1150 BATH ORIGINAL 909830/1150
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Probe beschrieben worden ist, die Kupfer im Bereich von O - 5 io und Eisen im gleichen Bereich enthält, ist ersichtlich, dass die Technik auch auf andere Konzentrationen von Kupfer, Eisen oder beiden ausgedehnt werden kann, ebenso wie auf andere Elemente, wie beispielsweise Zink in einer Matrix aus Zinksulphid, Bleisulphid, Eisensulphid, Kieselerde und Calciumcarbonat, wobei Nickel und Kupfer als Differentialfilter verwendet werden. Although the invention has been described with reference to a sample containing copper in the range of O- 50 and iron in the same range, it will be appreciated that the technique can be extended to other concentrations of copper, iron, or both, as well to other elements such as zinc in a matrix of zinc sulphide, lead sulphide, iron sulphide, silica and calcium carbonate, with nickel and copper being used as differential filters.
Obgleich das erfindungsgemässe Verfahren anhand von Erzenbeschrieben worden ist, ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch bei anderen Materialien verwendet werden könnte, wie beispielsweise bei einer Lösung, einem Schlamm /slurry/ oder einem pulverisierten Feststoff.Although the inventive method based on Has been described ores, it can be seen that the method according to the invention also applies to other materials could be used, such as a solution, a slurry / or a powdered solid.
Bei einem Schlamm werden für ein Material von "Sättigungsdicke", wobei E = E+, die Gleichungen (1) und (2) abgeändert, so dass:For a sludge, for a material of "saturation thickness", where E = E + , equations (1) and (2) are modified so that:
L ViWs ^_ ...(1O)L ViWs ^ _ ... (1O)
l1 - Ta) + rB.*[( /i) l1 - T a ) + r B. * [( / i)
t ■ /U r + /u (1 - t ■ / U r + / u (1 -
T — lc T 6yt> - 7 χ /SS / Wv T - lc T 6yt> - 7 χ / SS / W v
1T - Voe*P ίχ· ι _ rs(i _ 1 T - Vo e * P ίχ · ι _ rs ( i _
r_ der G-ewichtsbruchteil von Peststoffen inr_ the fraction by weight of pesticides in
dem Schlamm,
r der G-ewichtsbruchteil von Kupfer in den
Feststoffen,the mud
r is the fraction by weight of copper in the solids,
909830/1150909830/1150
r. der Gewichtsbruchteil des Elementes i in den Feststoffen,r. is the weight fraction of element i in the solids,
P3 das spezifische Gewicht der Feststoffe,
χ die Probendicke,
/U3 = -C/Ug.r). ist und
das Suffix "w" sich auf Wasser bezieht.P 3 is the specific weight of the solids, χ the sample thickness,
/ U 3 = -C / Ug.r). is and
the suffix "w" refers to water.
Wenn die Erfindung bei einem Schlamm oder einer Lösung angewandt wird, kann eine Strömungszelle /flowcell/ für die "Übertragungskorrektur"-Messungen verwendet werden. In einem solchen Fall würde die Probendicke χ konstant sein, aber die Dichte könnte entweder infolge von Veränderungen der Zusammensetzung des Feststoffes oder infolge von Änderungen im Feststoffgehalt des Schlammes variieren. Die Dichte müsste getrennt bestimmt v/erden, und dies kann unter Verwendung eines Gammastrahlen-Dichtenmessers oder eines anderen geeigneten Dichtenmessers erfolgen.When the invention is applied to a slurry or a solution, a flow cell / flowcell / used for the "transfer correction" measurements. In such a case the sample thickness χ would be constant, but the density could either be as a result of changes in the composition of the solid or as a result of Changes in the solids content of the sludge vary. The density would have to be determined separately and this can be done using a gamma ray densimeter or other suitable densimeter.
Wenn ein pulverisierter Feststoff verwendet wird, ist das Verfahren ähnlich demjenigen, wo eine Erzprobe verwendet wird, wobei der pulverisierte Feststoff in einer konstanten Masse pro Flächeneinheit dargeboten wird.If a powdered solid is used, the procedure is similar to that where an ore sample is used wherein the pulverized solid is presented in a constant mass per unit area.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the im attached claim 1 outlined embodiment and relates above all to all features of the invention, which individually - or in combination - are disclosed throughout the specification and drawings.
Patentansprüche. 909830/1150 Claims. 909830/1150
Claims (22)
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---|---|---|---|---|
DE102011122930B3 (en) * | 2011-06-27 | 2014-07-17 | Rayonic Sensor Systems Gmbh | Device for determining thickness of zinc layer on iron layer of test object and iron content in zinc layer on iron layer of test object, has X-ray source for determining X-ray radiation on test object with zinc layer on iron layer |
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1964
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102011122930B3 (en) * | 2011-06-27 | 2014-07-17 | Rayonic Sensor Systems Gmbh | Device for determining thickness of zinc layer on iron layer of test object and iron content in zinc layer on iron layer of test object, has X-ray source for determining X-ray radiation on test object with zinc layer on iron layer |
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