Tyumen sanoat universiteti

2.6.3. Yangi usul

Avvalroq elektron ro'yxatdan o'tkazish usuli yordamida qayd etilgan edi

Uilson xonasi yoki elektron yordamida taxt oqimlari

qattiq moddalardagi spektroskopiya (ayniqsa, o'tkazuvchi muhitda)

muammoli. Darhaqiqat, "elektron gaz" fonida chuqurlik

Sahifa 77

77

fotoelektronlarni tanlash va ajratish va orqaga chekinish elektronlari

juda qiyin. Shuning uchun muallif ehtimolligini tekshirgan

elektron oqimlarini ikkilamchi rentgen yordamida aniqlash yoki

gamma nurlanishi. Bunday holda, qachon o'zgarishini hisobga olish kerak

materiya chuqurligidan tashqi tomonga o'tish ("matritsa effekti" deb ataladi).

Matritsa ta'sirini hisobga olishning eng sodda va eng samarali usuli,

yuqorida aytib o'tilganidek, spektral munosabatlar usuli.

Matritsa effektini yangi usulda hisobga olish elektrni aniqlashga imkon beradi

taxt nafaqat sof (bir komponentli), balki ko'p

tarkibiy moddalar (masalan, qotishmalarda).

Qog'oz raqamning nisbatini aniqlashning yangi usulini asoslaydi

ni o'lchash orqali elektronlarni N c / N pe fotoelektronlar soniga qaytaring

xarakteristikaning intensivligi J 1 va nomuvofiq tarqoq

Rentgen va gamma nurlanish J 2 .

Nurlanish natijasida vujudga keladigan xarakterli nurlanish oqimi J i

tahlil qilingan namunani parallel monoxromatik nur bilan tahlil qilish

Rentgen yoki γ - so'rilgan K chekkasining energiyasidan yuqori energiya bilan nurlanish

tahlil qilingan elementning quyidagi ifodasi bilan tavsiflanadi

[188-190]:

J i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m

ψ

m

φ

m

gunoh /

gunoh /

0

+

men

Dan

×

× (1- ekspres [- (

ψ

m

φ

m

gunoh /

gunoh /

0

+

men

) M ])

(2.6.1)

bu erda R - namuna yuzasidan detektorgacha bo'lgan masofa [m];

S - sinov namunasining maydoni [m 2 ]; η - rentabellik koeffitsienti

lyuminestsentsiya * ; p k - hayajonlangan atomning K - ga o'tish ehtimoli

i -lin * xarakterli nurlanishining chiqishi darajasi ; S K - ve-

yuz K (yoki L ) - tahlil qilinayotgan elementning yutilish sakrashi * ; τ M - massa

birlamchi nurlanishning fotoelektrik yutilish koeffitsienti

aniqlanadigan elementning niya [m 2 / kg]; m i va m 0 - massa koeffitsientlari

tekshirilayotgan xarakterli va birlamchi nurlanishning yutilishi

namunalar, mos ravishda [m 2 / kg]; m - namunaning sirt zichligi [kg / m 2 ];

φ , ψ - xarakteristikaning namuna yuzasiga siljish burchaklaridir

va mos ravishda birlamchi nurlanish; S - massa konsentratsiyasi (vazni

ulushi) tahlil qilingan element * .

* O'lchamsiz miqdorlar.

Foton energiyasining ortishi bilan E, oqim qo'zg'alishining samaradorligi

massa koeffitsientidan beri nurlanish radiatsiyasi keskin kamayadi

fotoelektrik yutilish koeffitsienti τ M E - R ga mutanosib , bu erda r ≈ 3 in

energiya 100 - 120 keV gacha.

78-bet

78

Sirt zichligi qiymatlariga qarab, ular mavjud

Yupqa va to'yingan qatlamlarda o'lchovlar. Ning ingichka qatlamlari uchun

sirt zichligi shu qadar pastki, tengsizlik

(

ψ

m

φ

m

gunoh /

gunoh /

0

+

men

) t << 1 va taxminiy shaklni qo'llashingiz mumkin-

Lu: e kasalliklarining ≈ 1 - x. Keyin (1) ifodasi quyidagi shaklga ega bo'ladi:

J i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m S m

(2.6.2)

Ushbu ifodadan ko'rinib turibdiki, doimiy sirtda

zichlik, oqim xarakteristikasi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri mutanosiblik mavjud

ristik nurlanish va tahlil qilingan element konsentratsiyasi. Od-

ammo, bu usulni amalga oshirish tayyorlash zarurati tufayli qiyin kechmoqda

juda nozik qatlamlarning hosil bo'lishi, ayniqsa Z <35 bilan elementlarni tahlil qilishda

÷ 40, qachon sirt zichligi 5 mg / sm 2 dan kam bo'lishi kerak .

To'yingan qatlamlarda tahlil qilish texnikasi nazarda tutilgan

namunaning sirt zichligi etarlicha yuqori bo'lganda o'lchovlar va

tengsizlik exp [- (

ψ

m

φ

m

gunoh /

gunoh /

0

+

men

) m ] << 1.

Keyin (1) ifodasi quyidagi shaklga ega bo'ladi:

J i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m

ψ

m

φ

m

gunoh /

gunoh /

0

+

men

Dan

(2.6.3)

Mahraj odatda tahlil qilingan kontsentratsiyaga bog'liq

element va oqim intensivligining J i kontsentratsiyaga bog'liqligi

tahlil qilingan elementning tortilishi chiziqli emas. Shuning uchun, amalda,

O'lchov natijalari darajaga qarab grafik hisoblab chiqiladi

naslga qaramlik

J i = f (C et ), ma'lum bo'lgan namunaviy namunaviy namunalar asosida qurilgan

nym tarkibi - C va analitik.

Transformatsiya qilish (3) va massa koeffitsientlarining qo'shilishini hisobga olish

assimilyatsiya:

J i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m

ψ

m

m

φ

m

m

gunoh /)]

bitta (

[

gunoh /)]

bitta (

[

0

0

C

C

C

C

Dan

M

a

iM

ia

-

+

+

-

+

(2.6.4)

bu erda: m ia va m ime - bu xarakteristikaning massa yutish koeffitsientlari

tahlil qilingan element va namuna plomba moddasi tomonidan nurlanish

tabiiy ravishda; m 0a va m 0m

birlamchi massaning yutilish koeffitsientlari

tahlil qilingan element va namuna plomba moddasi tomonidan nurlanish

tabiiy ravishda.

Massani yutish koeffitsientining mutanosibligini hisobga olgan holda

E –3

m 0a / m ia ≈ S k (E i / E 0 ) 3 ;

(2.6.5)

79-bet

79

m 0m / m im ≈ (E i / E 0 ) 3

(2.6.6)

bu erda: E i va E o - xarakteristikaning energiyasi va bir-biriga mos ravishda tarqoq

nihoyat (4) tenglamani quyidagi shaklda yozish mumkin:

J i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m

]

gunoh

bitta

gunoh

) / (

) [

bitta (

]

gunoh

bitta

gunoh

) / (

[

3

0

0

3

0

0

ψ

φ

m

ψ

φ

m

+

-

+

+

men

M

k

men

a

EE

C

S

EE

C

Dan

(2.6.7)

Komptonga muvofiq bir-biriga tarqalmagan birlamchi nurlanish, massa

uning tarqalish koeffitsienti kuchsizligiga bog'liq

plomba moddasining atom raqami, chunki fonning notekis tarqalishi holatida

ohang individual elektronlar bilan o'zaro ta'sir qiladi, ularning soni bitta

massa N A Z / A ga teng , bu erda N A - Avagadro raqami, Z - elementning tartib raqami

ment, A atom massasi. Ya'ni ommaviy tarqalish koeffitsienti amalda

turli xil elementlar uchun sezilarli darajada farq qilmaydi.

J 2 =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

σ n S α

ψ

m

m

ψ

m

m

gunoh /)]

bitta (

[

gunoh /)]

bitta (

[

bitta

0

0

bitta

2018-04-02 121 2

2018-04-02 121 2

C

C

C

C

M

a

M

a

-

+

+

-

+

(2.6.8)

d n - per-ning notekis tarqalishi uchun kesmaning massa koeffitsienti.

namunadagi birlamchi nurlanish; a - burchak taqsimotining anizotropiya koeffitsienti

nomuvofiq tarqoq nurlanishni aniqlash; m 2a va m 2m - massa ko-

ta'rifda navbati bilan tarqalgan nurlanishning yutilish koeffitsientlari

element va plomba moddasi; ψ 1 - ning yuzasiga siljish burchagi

bir-biriga tarqalmagan nurlanish bo'ladi.

Spektral munosabatlar uslubidagi analitik parametr sifatida

yuqorida ko'rib chiqilgan intensivliklarning nisbati qo'llaniladi.

xarakterli va nomuvofiq tarqoq nurlanish, bu

munosabatlarni (2.6.5.6) ishlatib, m 0a ≈ m 2a va m 0m ≈ m 2m ni hisobga olgan holda va

Bundan tashqari, qachon yuritadigan ψ = φ va ψ ≈ ψ 1 bo'lgan teng bir kimyoviy tarkibi bir hil uchun

sub'ektlarni quyidagi shaklga o'tkazish mumkin:

y =

2018-04-02 121 2

bitta

J

J

= 2 η

K

K

S

S

bitta

-

a

σ

τ

n

mk

p

] bitta

) / (

[

bitta

3

0

+

k

men

S

EE

(2.6.9)

Va olingan ifodadan kerakli nisbatni olish oson

boshlang'ichning tutashmagan tarqalish kesimining massa koeffitsienti

fotoelektrik yutilish massa koeffitsientiga nurlanish

birlamchi nurlanish:

m

n

τ

σ

=

Pe

C

N

N

=

bitta

2018-04-02 121 2

J

J

2 η

K

K

S

S

bitta

-

a

k

p

] bitta

) / (

[

3

0

+

k

men

S

EE

Dan

,

(2.6.10)

Formulalar (2.6.10), quyidagi qayd ishlatiladi: ē - katsayısını

lyuminestsentsiya rentabelligi (o'lchovsiz birliklarda); p k - ning ehtimolligi

80-bet

80

xarakterli emissiya bilan hayajonlangan atomning K darajaga o'tishi

statik nurlanish i-chizig'i ; S K - yutilish zarbasi K (yoki L ) -ning qiymati

tahlil qilingan element; m

τ - fotoelektrning massa koeffitsienti

aniqlanadigan elementning birlamchi nurlanishining yutilishi

[m 2 / kg]; E i va E o - xarakteristikaning energiyalari va bir-biriga mos ravishda tarqoq

nurlanish; S - tahlil qilinayotgan massa konsentratsiyasi (vazn ulushi)

element; a - nomuvofiq burchak taqsimotining anizotropiya koeffitsienti

X-ray sochilgan nurlanish.

Parchalanish burchagi uchun = 90 o va energiyalar uchun 10 keV dan 100 keV a me-

0,4 dan 0,2 gacha o'zgarib turadi. Bunday holda, atomning o'tish ehtimoli,

qiziqarli K xususiyati nurlanish bilan -level i -

chiziqlar, p k ≥ 0,9 [13], nurlanish hosil η uchun saralanmaydi qator hisoblanishi mumkin

Stivensonning formulasi bo'yicha o'g'ri [186]:

4

4

bitta

bZ

bZ

b =

+

(2.6.11)

bu erda: Z - elementning atom raqami, b = 1.127 ∙ 10 -6 ;

Olingan ifoda (2.6.10) nisbatni aniqlashga imkon beradi

boshlang'ichning tutashmagan tarqalish kesimining massa koeffitsienti

fotoelektrik yutilish massa koeffitsientiga nurlanish

eksperimental ravishda o'lchangan nisbatlardan birlamchi nurlanish

xarakterli va nomuvofiq tarqoq nurlanish intensivligi

ma'lum bir moddada ma'lum energiya va natijada kerakli nisbat

qaytaruvchi elektronlar sonining fotoelektronlar soniga nisbati.

Shakl. (2.6.3) va (2.6.4), eksperimental bog'liqliklar

xarakterli J 1 intensivligining nisbati va nomuvofiq

matritsa effekti J 3 ni hisobga olgan holda tarqalgan gamma nurlanish (ya'ni J 2)

buzilishsiz) [175].

Shakl: 2.6.3. J 1 xarakteristikasining intensivligining o'lchangan nisbatlariga bog'liqligi

va ko-dan J 3 matritsa effektini hisobga olgan holda bir-biriga tarqalmagan gamma nurlanishi

sintez qilingan mos yozuvlar namunalarida W ni saqlash

81-sahifa

81

2.6.4-rasm.J Mo (J 1 ) xarakteristikasi intensivligining nisbati bog'liqligi

va matritsa effekti J 3 ni hisobga olgan holda tarqoq gamma nurlanish

molibden tarkibidan. Sintez qilingan standartlar • - 1-namuna,  - 2-namuna;

B - molibden kontsentrati

O'lchovlar sun'iy ravishda sintez qilingan bosqichlarda bo'lgani kabi amalga oshirildi.

pubik namunalar (elementlarning kafolatli ma'lum tarkibiga ega), shuning uchun

va belgilangan GOST usullari bilan kontsentratlarda,

politsiyachilar.

Mo (Z = 42) bilan nurlanish ostida o'lchov natijalarini ekstrapolyatsiya qilish

Am 241 ( E 0 = 60 keV) radionuklidining gamma nurlanishi bilan biz nisbatni olamiz

bitta

2018-04-02 121 2

J

J

= 0.12 ± 0.03 ( C = 1 uchun) mos ravishda n nisbati

m

σ

τ

= 0,075 ± 0,02. Qachon

Co 57 ( E 0 = 120 keV) radionuklidining gamma nurlanishi bilan W (Z = 74) nurlanishi

biz nisbatni olamiz

bitta

2018-04-02 121 2

J

J

= 0,08 ± 0,02 ( C = 1 uchun), mos ravishda, nisbat

n

m

σ

τ

= 0,25 ± 0,05.

Taqqoslash uchun 2-jadvalda bo'lim nisbatlarining hisob-kitoblari keltirilgan

asosida olingan fotoelektronlarning kesmalariga elektronlarni qaytarish

[3] da keltirilgan nazariy ma'lumotlar.

Sahifa 82

82

2.6.2-jadval

Qaytish elektronlari kesimlarining fotoelektrik kesmalariga nisbati to'g'risidagi nazariy ma'lumotlar

birlamchi nurlanish energiyasiga qarab turli elementlar uchun taxtlar

C (Z = 6)

Al (Z = 13)

Cu (Z = 29)

Sn (Z = 50)

Pb (Z = 82)

E (keV)

σ n / m

τ

σ n / m

τ

σ n / m

τ

σ n / m

τ

σ n / m

τ

5.12

0.003

0.00001

-

-

-

10.24

0.096

0.0030

0.0000096

-

-

25,60

0.184

0,092

0.000092

0.0000092

-

51.20

2.80

0.084

0.00084

0.000084

0.0000084

102.4

24.67

0.587

0.0074

0.00074

0.000074

256.0

190

5.70

0.180

0.0057

0.00057

Natijalarni taqqoslashdan kelib chiqadigan xulosalar quyidagicha

nazariy va eksperimental ma'lumotlar o'rtasidagi katta farq

tasdiqlangan. Darhaqiqat, jadvaldagi Mo (Z = 42) uchun

Cu (Z = 29) va Sn (Z = 50) orasidagi Mendeleyev, dan qiymat kutish kerak

qismning aşınması: 0.0084 < n

m

σ

τ

<0.000084, n emas

m

σ

τ

= 0,075 ± 0,02.

Xuddi shunday Sn (Z = 50) va Pb (Z = 82) orasida bo'lgan W (Z = 74) uchun,

kutilgan

qiymat

munosabatlar

bo'limlar

yilda

cheklovlar:

0.00074 < n

m

σ

τ

<0.000074, lekin n emas

m

σ

τ

= 0,25 ± 0,05.

2.6.4. Nazariya va tajriba o'rtasidagi kelishmovchilik sabablarini tushuntirish. xulosalar

Muallif orqaga qaytish elektronlari sonining nisbatini birinchi bo'lib aniqlagan

eksperimental ravishda o'lchangan nisbatlardan fotoelektronlar soni

tufayli xarakterli va nomuvofiq tarqoq gammaning intensivligi

molibden va volfram atomlariga matritsa ta'sirini hisobga olgan holda nurlanish.

Gravitatsiya uchun bir vaqtning o'zida tasavvurlar nisbatlarini o'lchagan yangi natijalar

muallif tomonidan ishlab chiqilgan usuldan foydalangan holda sariq atomlar va eski

Uilson kamerasi yordamida yorug'lik atomlari uchun bu nisbatlarni o'lchash,

nazariy hisob-kitoblar bilan taqqoslaganda, buni ijara uchun ko'rsating

ko'rib chiqilayotgan energiya diapazonining geni va gamma nurlanishi,

muhim (kattalik buyrug'i bo'yicha yoki undan ko'p) bir tomonlama

yurish. Shuning uchun kesmalarning nazariy jihatdan hisoblangan qiymatlari

noaniq tarqalish sezilarli darajada kam baholanadi va qiymatlari

ta'sir, aksincha, ortiqcha baholanadi. Atomning zamonaviy nazariyasi

kvant mexanikasida va atomni tavsiflash uchun statsionar tenglamani echadi

Shredingerning fikri. Ammo shu bilan birga, nomuvofiqlik

Borning klassik nazariyasi. Elektronning nur bilan o'zaro ta'siri (rentgen)

83-bet

83

gen yoki gamma nurlanishi) kvant effektlari sifatida qaraladi

siz, elektronning yadro bilan o'zaro ta'siri hisobga olinadi

doimiy zarrachaning doimiy va harakatdagi harakati sifatida doimiy nazariyaning pozitsiyalari

statsionar markaziy maydon 2.6.5-rasm.

Shakl: 2.6.5. Fotonlarni atom elektroni tomonidan tarqalishi:

a) - izchil tarqalish; b) - tartibsiz tarqalish

Ammo agar bu o'zaro ta'sir yagona natijasi sifatida qaralsa

elektronning (va shuning uchun yadroning) kvantlar bilan to'qnashuvining tug'ma harakatlari

ularning birlashtirilgan elektromagnit maydoni, keyin rasm tubdan o'zgaradi

2.6.6-rasm ko'rsatilgan.

Yarim vaqt - t svob elektroni erkin holatlarda bo'ladi

Nii, va vaqt bir qismi - T halollari bir chegara davlat. Bundan tashqari, t bepul = N Δ t bepul , qaerda

Δ t bepul - hamkorlikning ikki ketma-ket hujjatlariga o'rtasidagi vaqt

o'z navbatida, bir yadro, elektron t halollari = N Δ t rishta , Δ t aloqa vaqti

o'zaro ta'sirning bitta harakati, N - o'zaro ta'sir tugunlari soni,

dan N ~ Z (yadrosida protonlar soni).

a)

b)

ichida)

2.6.6-rasm. Vodorodga o'xshash atomning 1s holatidagi elektron diagrammasi (Ze - yadro chizig'i):

a) zaryad raqami - Z 1 ; b) zaryad raqami - Z 2 = Z 1 +1; c) zaryad raqami Z 3 = Z 2 +1

84-bet