X荧光分析系列实验

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1、维普资讯http://www.cqvip.com物理实验第23卷第5期3X荧光分析系列实验黄润生唐涛高学奎吴卫国沙振舜潘元胜(南京大学物理系江苏南京210093)摘要：介绍了能量色散X射线荧光分析的原理、应用以及用X荧光谱仪开设的系列实验．关键词：X射线荧光；低能X射线；二次激发中图分类号：056文献标识码：A文章编号：i005-4642(2003)05—0003—05ExperimentsofX-rayfluorescenceanalysisHUANGRun—shengTANGTaoGAOXue-kuiWUWei—guoSH

2、AZhen-shunPANYuan—sheng(DepartmentofPhysics，NanjingUniversity，Nanjing，Jiangsu，210093)Abstract：AnenergydispersiveX—rayfluorescencespectrometermadeespeciallyforuniversityexperimentteachingandserialexperimentsofX—rayfluorescenceanalysiscarriedout．bythisinstrumentarerep

3、orted．TheprincipleandapplicationsofX—rayfluorescenceanalysisareintroduced．Keywords：X—rayfluorescence；low—energyX—ray；secondaryexcitation5)分析血样、头发、牙齿、淋巴细胞、活性酶1引言中微量元素与人体健康、疾病的相关性；x荧光分析是一种快速、无损、多元素同时6)无损分析文物组分I测定的现代技术，已广泛应用于材料科学、生物7)分析飞船带回的月岩、陨石等成分；医学、地质研究、环境监测、天体物理、文

4、物考8)测定地下水样中砷浓度，依据金矿与砷古、刑事侦察、工业生产等诸多领域，例如可用同时存在的特征找出金矿；X荧光分析技术研究：9)用稀硝酸淋洗可疑射击者的手，测定浓1)钢中碳、锰含量与低碳钢的脆性转变温缩液中硫、钡、铁、铅含量，作为侦察的依据，可度的关系；信度达90～98I2)千分之几的锰对铁镍合金薄膜磁电阻的lO)监控水泥中钙、铁、铝等含量，以便控制严重影响；水泥生产品质；3)检测齿轮箱润滑油中各金属元素的含l1)分析土壤中微量元素，以确定作物(特量，在不拆卸机件的情况下，分析飞行器部件磨别是草药)种植的适宜性．损状况；除

5、以上应用例子外，X荧光技术还用于半4)分析大气中浮游尘、气溶胶、水源污染情导体中微量杂质的测定，表面污染的监控等，其况，食品中有害物I应用面还在不断扩展．维普资讯http://www.cqvip.com4物理实验第23卷第5期因此开设X荧光分析实验，让大学生熟悉扫描电镜中．与PIXE相比，电子激发引起的轫X荧光分析的原理，掌握基本的实验技术与分致辐射本底比质子激发大，影响分析灵敏度，一析方法是合适的，而且由此实验还可验证莫塞般比PIXE低2～3个数量级．另外这种激发方莱定律，研究物质对X射线的吸收规律等．式不能在空气中进行，只

6、适用于薄样品．用X射线或低能7射线激发(记为XIX)，2X荧光分析的基本原理常用X光管，放射性同位素作为激发源．这类以一定能量的光子、电子、原子、n粒子或激发用射线不能聚焦；分析灵敏度亦稍低，相对其它离子轰击样品，将物质原子中的内壳层电灵敏度一般为10～10～g／g，绝对灵敏度约子击出，产生电子空位，原子处于激发态．外壳为10"--10～g，低于PIXE的灵敏度．层电子向内壳层跃迁，填补内壳层电子空位，同最近，用同步加速器环形加速的轨道电子时释放出跃迁能量，原子回到基态．跃迁能量以的强电磁辐射作激发源，波长范围从软X线至特征X

7、射线形式释放，或能量转移给另一个轨电磁波，连续可调，强度很大，有些状态下，准直道电子，使该电子发射出来，即俄歇电子发射．性极好，很有发展前途．测出特征X射线能谱，即可确定所测样品中元作为学生近代物理实验，激发源选用放射素的种类和含量．性同位素源较适宜，整套仪器轻巧、成本小．可选当原子中K层电子被击出后，L层或M层用的同位素有‘。Fe，3。Pu，。CA，uAm，钉Co，。Gd的电子填补K层电子空位，同时以一定几率发等．其中。。Pu在a衰变后发射的。‘U的LX射射特征X射线．L—K产生的X射线叫K。系，线，其能量为11．6～21．

8、7keV．。。Pu的半衰期L层有3个子壳层，允许跃迁使K。系有2条谱为87．7a．从安全性、适用性、经济性考虑，学生线K。和K心；M—K产生的X射线叫Kp系，M实验较适合选用。。Pu．层有5个子壳层，允许跃迁使Kp系有3条谱线XlX技术中，入射光子除与样品中原子发Kn，K舟，