книги из ГПНТБ / Плотников Р.И. Флюоресцентный рентгено-радиометрический анализ

Это связано с

тем,

что при

возбуждении

мягкими

у-квантамн обычно отмечается

высокая концентрацион­

ная чувствительность

анализа

в

области

малых

содер­

ж а н и й анализируемого

элемента

и невысокая-—в

области

больших

Влияние

вещественного

состава

наполнителя

в этом способе возбуждения может

быть

существенным.

П р и возбуждении характеристического

рентгеновского

излучения

анализируемого

элемента

6-частицами

отмечается низкая

чувствительность

метода

в

обла­

ного состава при

этом

может

быть т а к ж е

существенным,

однако

характер

этого

влияния

иной:

с

уменьшением

Z0fl,

наполнителя

величина

аналитического

параметра

уменьшается .

На рис. 67 и з о б р а ж е н ы графики зависимости

х а р а к ­

теристического

рентгеновского

излучения

ж е л е з а

в

би­

нарной

смеси

S 1 O 2 — F e o C b

от

концентрации

ж е л е з а .

Кривая

/

соответствует

случаю

возбуждения у-излуче-

иием с энергией 8 кэв,

2 — мягким

|3-излучением,

кривая

3—

совместному

возбуждению

(полусумма

кривых

1 и

3).

Расчетные

данные

согласуются с

экспериментальны ­

ми данными анализа ж е л е з н ы х руд

с

использованием

источников

у-излучения

H 3 / Z r

и

р-излучения

Р т 1

4 7

как

в простых

зондах

(рис. 67,6),

так и

в

двойных

инвер­

сионных

зондах

(рис. 67, в, г ) ,

позволяющих,

как

было

показано

в

п. 4,

уменьшить

влияние

воздушного

за ­

зора м е ж д у зондом и пробой. П р и использовании

двой­

ных

зондов

кривизна

аналитических

графиков

д л я

у- и

В-возбуждения

в ы р а ж е н а значительно

слабее, чем

у

гра­

фиков д л я простых одиночных

зондов.

Незначительное

нарушение

линейности

экспериментального

г р а ф и к а

при

О

20 4-0 60 Fe,%

0

20 0-0 60 Fe,%.

О

20 W

60 80Fe,% 0

20 4-0 60

80 Fe,%

Рис. 67.

Зависимость

плотности потока

флюоресцентного

излучения

буждения у-излучения

H 3 /Zr

(1),

[3-излучения Р т ' 4

7

(2)

и

суммар­

ного

излучения

(3):

а — по

данным расчета;

б — по

данным

эксперимента

а,

с

простым

зондом

(источник на расстоянии

1 и 3 см

от

окна счетчика);

г — с двойным зон­

дом (два источника

на

расстоянии ~1 н 3

см

от окна

счетчика).

смеси

(парафин,

НгО + БЮг)

от

с о д е р ж а н и я

двуокиси

титана при изменении состава наполнителя

от

п а р а ф и н а

(Z3 ,i, = 7) до Si02 (Z3 tp = 11).

Рис . 68, а соответствует

слу­

ч а ю возбуждения у-излучением с энергией

6

кэв

(близ ­

ко к

энергии излучения

изотопа

F e 5 5 ) ,

рис.

68,6

— воз­

буждению р-излучением, рис.

68, в •— совместному

воз­

буждению . Р е з у л ь т а т ы , расчета

у к а з ы в а ю т

на

в о з м о ж ­

ность

н а р я д у с получением

линейного

аналитического

г р а ф и к а уменьшить влияние на данные анализа

вещест­

венного

состава

наполнителя .

Н а

практике

рассмотренный способ а н а л и з а

м о ж е т

устройство

(близкое

к устройству, изображенному схе­

матично на

рис. 51),

с о д е р ж а щ е е

у-

и

р-нзлучателн,

в к л а д излучений

к а ж д о г о из которых регулируется

экра ­

нирующими

шторками . Д а н н ы й

способ

может

найти

применение

к а к

при

анализе порошковых

проб,

т а к и

при опробовании

руд

в естественном

залегании,

если

роких пределах,

что характерно,

например, д л я руд

чер­

ных металлов .

Определенный

интерес может

представить т а к ж е

ис­

пользование в качестве аналитического

п а р а м е т р а

про­

изведения плотности потоков (NyNf)

характеристиче­

П р и б л и ж е н н ы й аналитический

расчет

показывает,

что

произведение скоростей

счета NyN$

позволяет повысить

чувствительность анализа, та к

ка к аналитический

пара ­

метр в данном случае

пропорционален

к в а д р а т у содер­

ж а н и я анализируемого

элемента .

Кроме того, при

этом

ке (например,

на транспортерной л е н т е ) ,

когда

одной

из

существенных

помех

является

изменение

воздушного

з а з о р а

м е ж д у датчиком и исследуемой средой,

целесо­

образно

применение

способов,

отмеченных

в

сводной

т а б л . 16 под номерами 4, 7, 9 и

10.

П р и

анализе пульпы,

когда

требуется

устранить

влияние

переменного

соотношения

м е ж д у

ж и д к о й

и

твердой

ф а з а м и , предпочтение

следует

отдать

способу

двойного стандарта - фона

(способ

под

номером

11,

табл . 16).

Сравнительная

оценка

способов уменьшения

помех

Номер

Способ

Сущность способа

Устраняемые

помехи

Недостатки

способа

Литера­

п/п

тура

1

Использование

урав­

Нахождение

истинных

Матричный

эффект,

Сложность

эталони­

[189—

нений

связи

(частный

значений

интенсивности

наложение линий, эф­

рования и применение 191, 194]

случай—способ

Долби)

аналитических

линий

по

фект подвозбуждения

счетно-решающих

уст­

измеренным

значениям

с

ройств

помощью

системы

уравне­

ний

связи

2

Компенсацион ный

Изменение

основной

Матричный

эффект

Уменьшение

чувст­

[193,

способ

Родса

аналитической линии

ком­

вительности

анализа

195]

пенсируется

за

счет

опре­

при малых

содержани­

деленной

добавки

флюо­

ях анализируемого эле­

ресцентного

излучения

мента

примесного

элемента

3

Использование

двух

Для

возбуждения

ис­

Матричный

эффект,

Использование

двух

[196]

различных по

энергиям

пользуются две липни пер­

нелинейность

графика

различных

источников

линии

возбуждающего

вичного

излучения,

энер­

излучения

гия

одной

из

которых

больше,

а другой

меньше

энергии /(-края поглоще­

ния

примесного

элемента

.

1

1

Использование

двух

Одновременное

действие

Воздушный

зазор,

Сложность

подбора

[196,

зондов,

изменение чув

197]

двух

зондов,

один

из ко­

плотность,

нелиней­

источников

возбуждаю­

торых

является

доинвер-

ность графика

ствительностн

щего излучения

одной

сионным,

а другой—заин-

энергии

верснонным

к

рассматри­

ваемому

параметру

Рассеяние 7-излуче-

Анализ

трехкомпонент-

Химический

состав

Определенный выбор

компонентов,

входя­

энергии источника

ных сред

на

содержание

ния с

использованием

одного

и суммы двух

дру­

щих в

сумму,

нели­

скачков

поглощения

гих компонентов

по

вели­

нейность

графика

чине

плотности

потока

рассеянного

у-излучения

источника,

энергия

пер-

ничного

излучения

кото­

рого

находится

между

энергиями

однотипных

краев

поглощения

(К, L

и т. д.)

элементов, вхо­

дящих

в

сумму

компонеи-

| той

Номер

Способ

Сущность

способа

Устраняемые

помехи

Недостатки

способа

Литера­

п/п

тура

11

Способ

двойного

Весовое содержание ана­

Влажность,

перемен­

Применение

счетно-

[204,

стандарта-фона

(способ

лизируемого

элемента

в

ное количество воды в

решающих устройств

205,

208]

нормированных

спект­

какой-либо фазе сложной

пульпе,

промежуточ­

ральных

отношений)

среды

определяется

как

ный слой,

плотность

частное

от

деления содер­

жания

элемента,

найден­

ного по способам 2 или 10,

на

содержание исследуе­

мой фазы в сложной сре­

де,

найдеппоепо

способам

6 или 7

12

Использование

рас­

Данные

по Z3 l |,,

найден­

Колебания

вещест­

Необходимость

раз­

[209,

сеянного

р-излучення

ные

по

величине

плотно­

венного состава напол­

нотипных источников

249,

251]

сти

п о т о ^ рассеянного

р1-

нителя

излучения,

используются

для коррекции результа-.

тов

рентгенорадпометрн-

ческого

анализа

13

Использование

для

Возбуждение

характе­

Вещественный состав

Уменьшение

чувст­

[113]

возбуждения у-

II р-

ристического

рентгенов­

паї :ол н ител я,

пел и ней -

вительности

анализа к

квантов

ского излучения

осущест­

ность графика

малым концентрациям

вляется

одновременно

I ' ­

К а к известно, чувствительность

флюоресцентного

рентгенораднометрического анализа

значительно усту­

активационный

анализ,

оптический

флюиресцентный

анализ,

радиохимические

методы, пламенная

фотомет­

рия, эмиссионный

спектральный

анализ

и некоторые

другие [210]. Тем не менее в определенных случаях

как

кристаллодифракционный,

т а к и

рентгенорадиометриче-

ский анализ может быть применен

д л я

определения

следов

вещества.

Существует

два

типа

аналитических

задач,

связан ­

ные с определением следов

вещества. Первый — опреде­

ление м а л ы х концентраций

химического

элемента

в

сравнительной

большой пробе,

второй — анализ

очень

малого количества вещества, в котором

определяемый

элемент

может

быть основным

компонентом.

Отделяя

представляющие интерес элементы от основной

массы

пробы, можно перейти от первой

задачи ко второй. Р а с ­

смотрим

пороговую

чувствительность

д л я

обоих

случаев

анализа .

Анализ м а л ы х

концентраций.

При

использовании

лизатора

на

основании в ы р а ж е н и я

(1.63)

д л я

статисти­

ческой пороговой

чувствительности

получаем

—

C™ = C*~TW==7'

—

(4Л)

где Сф

фоновая

концентрация; х

доля

интегральной

скорости

счета,

п о п а д а ю щ а я

в рабочий

канал

анализа ­

тора при

С = 0;

t

— время измерений; 7VM a K C

предельно

допустимая

загрузка

счетного к а н а л а .

При—этом пред­

полагается,

конечно,

что плотность

потока

первичного

излучения

источника

может

быть достаточно

большой.