SU958933A1

SU958933A1 - Method of fluorescent x-ray radiometric analysis

Info

Publication number: SU958933A1
Application number: SU813249078A
Authority: SU
Inventors: Сергей Михайлович Бродский; Владислав Петрович Варварица; Валерий Иванович Филатов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3430
Priority date: 1981-02-20
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1982-09-15

Description

(54) СПОСОБ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА(54) METHOD OF FLUORESCENT X-RAY RADIOMETRIC ANALYSIS

1one

Изобретение относитс к флуоресцентному рентгенорадиометрическому анализу состава вещества.This invention relates to fluorescent X-ray radiometric analysis of the composition of a substance.

Известен способ анализа элементного состава вещества по методу Долби, включающий возбуждение рентгеновского харак- 5 теристического изучени определ емых элементов , измерение интенсивностей характеристического рентгеновского излучени в различных участках энергетического спектра , соответствующих аналитическим ли- Qни м определ емых элементов, и расчет содержаний определ емых элементов, каждое из которых равно сумме произведений измеренных интенсивностей на посто нный коэффициенты , найденные предварительно с помощью образцов с известными содер- is жани ми определ емых элементов 1.There is a method for analyzing the elemental composition of a substance by the Dolby method, which includes the excitation of X-ray characteristic study of the determined elements, measurement of the intensities of characteristic X-ray radiation in different parts of the energy spectrum corresponding to the analytical limits of the elements being determined, and calculation of the contents of the determined elements each of which is equal to the sum of products of measured intensities by constant coefficients, previously found using the sample in with the known contents of the elements of definable elements 1.

Недостатками известного способа вл ютс низка точность анализа при наличии в спектре сильно перекрывающихс пиков характеристического излучени определ е- п мых элементов, низка чувствительность анализа, обусловленна тем, что дл эффективного разделени аналитических линий необходимо измер ть только часть интенсивности характеристического излучени The disadvantages of this method are the low accuracy of the analysis in the presence of highly overlapping peaks of characteristic radiation in the spectrum of determined elements, low sensitivity of the analysis, due to the fact that for effective separation of the analytical lines it is necessary to measure only part of the intensity of the characteristic radiation.

определ емых элементов, высокие требовани к стабильности анализирующей аппаратуры вследствие небольщой щирины участков спектра, в которых проводитс измерение интенсивностей характеристического излучени .of the elements to be determined, high requirements for the stability of the analyzing equipment due to the small width of the spectral regions in which the measurements of the intensities of the characteristic radiation are carried out.

Наиболее близким техническим рещением -к изобретению 5 вл етс способ флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа, заключающийс в том, что пробу анализируемого вещества облучают потоком альфа-частиц и регистрируют интенсивность характеристического рентгеновского излучени определ емых элементов 2.The closest technical solution to invention 5 is a fluorescence X-ray radiometric analysis method, which consists in that a sample of an analyte is irradiated with a stream of alpha particles and the intensity of the characteristic x-rays of the detected elements is recorded.

Недостатком известного способа вл етс низка точность определени содержаний элементов, аналитические линии которых не разрещаютс детектором.The disadvantage of the known method is the low accuracy of determining the contents of elements whose analytical lines are not resolved by the detector.

Цель изобретени - повищение точности определени содержани элементов, аналитические линии которых энергетически не разрещаютс с лийи ми других элементов .The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the content of elements, the analytical lines of which are not energetically resolved with the lines of other elements.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа, заключающемус в том, что пробу анализируемого вещества облучают потоком альфа-частиц и регистрируют интенсивность характеристического рентгеновского излучени определ емых элементов, измер ют суммарную интенсивность перекрывающихс аналитических линий двух элементов, дополнительно облучают пробу анализируемого вещества гамма- или рентгеновским излучением и измер ют суммарную интенсивность указанных линий, а содержани определ емых элементов наход т посредством решени системы двух уравнений, св зывающих измеренные интенсивности с содержани ми обоих элементов. При анализе образцов, в которых содержани определ емых элементов и состав матрицы измен ютс в достаточно узком диапазоне, или при анализе в тонких излучающи с сло х вещества, интенсивности характеристического излучени определ емых элементов пропорциональны их содержани м . Дл таких образцов св зь суммарной интенсивности Ц аналитических линий двух элементов при возбуждении альфа-частицами и суммарной интенсивности 1х указанных аналитических линий при возбуждении фотонным излучением с содержани ми С| и Cz соответствующих элементов имеет вид IcC а„С, + 1X - gCj + С где а„, а, а//, а/г- посто нные коэффициенты; Система уравнений (1) имеет единственное решение: U 1 гг i°iz 2а„ 022-0-12 021 при условии а„ 0. Эффективность возбуждени определенной серии характеристического излучени по6kk ,8 The goal is achieved in that, according to the method of fluorescent X-ray radiometric analysis, consisting in that a sample of an analyte is irradiated with a stream of alpha particles and the intensity of the characteristic X-rays of the detected elements is recorded, the total intensity of the overlapping analytical lines of the two elements is measured, the sample of the analyte is additionally irradiated gamma or x-ray radiation and measure the total intensity of these lines, and containing Neither determined elements are found by solving a system of two equations relating the measured intensities to the contents of both elements. When analyzing samples in which the contents of the determined elements and the composition of the matrix vary in a rather narrow range, or when analyzing in thin radiating layers of a substance, the intensities of the characteristic radiation of the determined elements are proportional to their content m. For such samples, the bond is the total intensity C of the analytical lines of two elements when excited by alpha particles and the total intensity 1x of the specified lines when excited by photon radiation with the contents of C | and Cz of the corresponding elements has the form IcC a „C, + 1X - gCj + C where a„, a, a // //, a / g are constant coefficients; The system of equations (1) has a unique solution: U 1 yy i ° iz 2а „022-0-12 021 under the condition а„ 0. The excitation efficiency of a certain series of characteristic radiation of 6kk, 8

1029 652,2 1029 652.2

932.3932.3

1167 792,5 842,2 1167 792.5 842.2

1173 937,21173 937.2

13131313

5,84 5.84

10,4810.48

10 6,88 10 6.88

66

6,15 8,11 6.15 8.11

8,528.52

99

6,83 9,12 6.83 9.12

77

8 10,158 10,15

7,61 током альфа-частиц увеличиваетс с уменьшением атомных номеров элементов, при возбуждении гамма- или рентгеновским излучением имеет место противоположна зависимость . Поэтому в случае, когда перекрывающиес аналитические линии относ тс к одной серии характеристического излучени , т. е. принадлежит близким по атомным номерам элементам, отношение приход щихс на единицу концентрации интенсивностей двух аналитических линий при возбуждении альфа-частицами отличаетс от отношени соответствующих величин при возбуждении гамма-излучением, и, следовательно , условие (2) выполн етс . Проверка способа дл элементов, чЬи аналитические линии относ тс к разным сери м характеристического излучени , проводитс экспериментально, определ ют содержани в растворах фосфора по К-серии и стронци по L-серии характеристического излучени . Дл возбуждени характеристического излучени используют источники аль фа-частиц °Ро и рентгеновского излучени Ffe, дл регистрации и измерени интенсивностей характеристических излучений примен ют спектрометр с энергетическим разрешением 610 эВ на линии 2,0 кэВ. Предварительно с помощью образцов, содержащих известные количества фосфора, найдены значени коэффициентов аи 95,40; azi 79,5, а с помощью образцов, содержащих известные количества стронци , найдены значени коэффициентов: ai2 44,91; 022 17,13. Полученные значени коэффициентов используют при измерени х концентраций фосфора и стронци в растворах, содержащих оба элемента. Результаты анализа фосфора и стронци сведены в таблицу.7.61 by the current of alpha particles increases with decreasing atomic numbers of elements, when excited by gamma or X-ray radiation, the opposite relationship takes place. Therefore, in the case when overlapping analytical lines belong to one series of characteristic radiation, i.e. belong to elements of atomic numbers, the ratio of the intensities of two analytical lines per excitation unit when excited by alpha particles differs from the ratio of the corresponding values at excitation gamma -radiation, and therefore condition (2) is fulfilled. The verification of the method for elements whose analytical lines belong to different series of characteristic radiation is carried out experimentally, the content in phosphorus solutions of the K-series and strontium on the L-series of characteristic radiation are determined. In order to excite the characteristic radiation, alpha α particles and Ffe X-ray sources are used, and a spectrometer with an energy resolution of 610 eV on a 2.0 keV line is used to record and measure the intensities of the characteristic radiations. Previously, using samples containing known amounts of phosphorus, the values of the coefficients ai 95.40; azi 79.5, and using samples containing known amounts of strontium, the values of the coefficients were found: ai2 44.91; 022 17.13. The values obtained for the coefficients are used to measure the concentrations of phosphorus and strontium in solutions containing both elements. The results of the analysis of phosphorus and strontium are tabulated.

Как видно из таблицы, относительна погрешность измерений содержани фосфора не превышает 3°/o стронци 5,5%. Способ применим при значени х разности между энерги ми аналитических линий, близких к йулю, его точность не зависит от степени наложени пиков характеристического излучени в спектре.As can be seen from the table, the relative measurement error of the phosphorus content does not exceed 3 ° / o strontium 5.5%. The method is applicable at the values of the difference between the energies of the analytical lines close to the yule, its accuracy does not depend on the degree of superposition of the characteristic radiation peaks in the spectrum.

Предложенный способ позвол ет повысить .точность анализа элементов, имеющих не разрешаемые детектором аналитические линии, повысить чувствительность анализа за счет измерени полной интенсивности характеристического излучени каждого элемента, снизить требовани к стабильности анализирующей аппаратуры вследствие того, что ширина участка спектра, в котором проводитс измерение суммарной интенсивности, может быть выбрана достаточно большой. Использование изобретени в приборе дл анализа фосфора и стронци в технологических растворах позвол ет получить экономический эффект 50 тыс. руб. в год на один прибор.The proposed method makes it possible to increase the accuracy of the analysis of elements having analytical lines not resolved by the detector, to increase the sensitivity of the analysis by measuring the total intensity of the characteristic radiation of each element, to reduce the stability requirements of the analyzing equipment, because the width of the spectrum in which the total intensity is measured may be chosen large enough. The use of the invention in a device for the analysis of phosphorus and strontium in technological solutions makes it possible to obtain an economic effect of 50 thousand rubles. per year for one device.

Claims

1. Yakubovich A. L., Zaitsev E. I., Przhi lgovskny S. M. Nuclear-physical methods for the analysis of mineral raw materials. M., Atomizdat, 1973, p. 226.

2. Patent of Great Britain No. 1076589, cl. G 01 N -23/00, published. 1965 (prototype).