Tyumen sanoat universiteti

17

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 ])

(2.1.1)

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

S - sinov namunasining maydoni; η - lyuminestsentsiya rentabellik koeffitsienti

qutqarish; p K - qo'zg'aladigan atomning K - ga o'tish ehtimoli.

i-chiziqning xarakterli nurlanishi bilan daraja ; S K - ve-

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

birlamchi nurlanishning fotoelektrik yutilish koeffitsienti

elementning ta'rifi; m i va m 0 - massani yutish koeffitsientlari

sinov namunasining xarakterli va birlamchi nurlanishining emissiyasi

tegishlicha; m - namunaning sirt zichligi;

φ , ψ - xarakteristikaning namuna yuzasiga siljish burchaklaridir

va mos ravishda birlamchi nurlanish; C - ana massasining konsentratsiyasi

liza qilinadigan element.

(4) ifodadan kelib chiqadiki, foton energiyasining ortishi bilan

lyuminestsent nurlanishni qo'zg'atish samaradorligi keskin pasayadi,

fotoelektrning massa yutish koeffitsienti τ M pro- bo'lgani uchun

mutanosib E - R , R ≈ energetika 3 100-120 keV orasida farq qiladi.

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

) m << 1 va taxminiy formulani qo'llashingiz mumkin -

x ≈ 1 - x. Keyin (2.1.1) 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

(2.1.2)

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, ushbu usulni ekspress-tahlil qurilmalarida amalga oshirish qiyin

juda nozik qatlamlarni tayyorlash zarurati bilan bog'liqlik, ayniqsa

sirt zichligi kerak bo'lganda Z <35 ÷ 40 bo'lgan elementlarni tahlil qilish

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 (2.1.1) 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

(2.1.3)

18-bet

o'n sakkiz

Mahraj odatda tahlil qilingan kontsentratsiyaga bog'liq

element va oqim intensivligining J i kontsentratsiyaga bog'liqligi

tahlil qilingan element chiziqli emas. Shuning uchun, amalda,

O'lchov natijalari darajaga qarab grafik hisoblab chiqiladi

namunaviy standartlarga muvofiq qurilgan kalibrlashga bog'liqlik J i = f (C et )

tahlil qilingan elementning ma'lum tarkibidagi ny namunalari.

Massa yutish koeffitsientlarining m i va m 0 qiymatlari ham bog'liq

plomba moddasining tarkibidan olingan. Shuning uchun tahlil texnikasi

analitik chiziq intensivligini o'lchash orqali to'yingan qatlamlar

aniqlanadigan element ana- ning etarlicha yuqori aniqligini ta'minlaydi

lisa faqat plomba moddasining tarkibi o'zgarganda

sezilarli darajada emas.

Biz (2.1.3) massa koeffitsientlarining qo'shilishini hisobga olgan holda o'zgartiramiz

Tov assimilyatsiya qilish:

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

-

+

+

-

+

(2.1.4)

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 ; m 0m / m im = (E i / E 0 ) 3

(2.1.5, 2.1.6)

va nihoyat (2.1.4) 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

(2.1.7)

Biz (2.1.4) ifodani xarakteristikaning intensivligi uchun o'zgartiramiz

"qalin" namunada paydo bo'lgan nurlanish [127]:

J i = k i C a / [ (m oa / sin ψ + m ia / sin φ ) C a + (m ohm / sin ψ + m im / sin φ ) C m ] (2.1.8)

bu erda: k i =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

. S

K

K

S

S

bitta

-

p k τ m - mutanosiblik koeffitsienti, mustaqil

namunaning kimyoviy tarkibi va o'lchov geometriyasidan;

C a va C m - aniqlangan element va plomba elementlarining tarkibi

namuna tanasi (C a + C m = 1 );

Massa koeffitsienti nomuvofiq tarqoq nurlanishni ko'rib chiqing

uning tarqalish tezligi zaif atom soniga bog'liq

19-bet

19

plomba [91]. Bu bir-biriga mos kelmaydigan tarqalish bilan bog'liq

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

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

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

turli xil elementlar uchun sezilarli darajada farq qilmaydi.

Xuddi (2.1.8) ga o'xshash intensivlik ifodasi nomutanosib taqsimlangan

namunadan ekilgan birlamchi nurlanishning shakli [122]:

J 2 = k 2 / [ (m oa / sin ψ + m 2a / sin φ ) C a + (m om / sin ψ + m 2 m / sin φ ) C m ] (2.1.9)

bu erda: k 2 =

2018-04-02 121 2

0

4 R

J

π

σ S a - mutanosiblik koeffitsienti, ga bog'liq emas

namunaning kimyoviy tarkibi va o'lchov geometriyasi; σ - massa koeffitsienti

namunadagi birlamchi nurlanishning nomuvofiq tarqalishi;

a - burchak taqsimotining nomuvofiq anizotropiya koeffitsienti

tarqalgan nurlanish;

m 2a va m 2m - tarqalgan nurlanishning massa yutish koeffitsientlari

belgilangan element va plomba moddasida navbati bilan cheniya;

Analitik parametrning spektrdagi ifodasi

munosabatlar quyidagicha bo'ladi:

b =

2018-04-02 121 2

bitta

J

J

=

]

C)

/ gunoh

+ m

/ gunoh

+ (m

C)

/ gunoh

+ m

/ gunoh

/ [(m

k

]

C)

/ gunoh

+ m

/ gunoh

+ (m

C)

/ gunoh

+ m

/ gunoh

/ [(m

C k

m

m

a

2a

oa

2018-04-02 121 2

m

oh

a

ia

oa

a1

2m

im

φ

ψ

φ

ψ

φ

ψ

φ

ψ

0

(2.1.10)

(2.1.5,6) dan foydalanish va m 0a ≈ m 2a va m 0m ≈ m 2 m ni hisobga olgan holda siz a

Reaksiya (2.1.10) quyidagi shaklda bo'ladi:

b =

2018-04-02 121 2

ga

uchun i

[

]

]

+

/

)

/

[(

+]

+

+

+

+

1 / Sinψ

Gunoh

Ε

Ε

C

m

1 / Sinψ

Gunoh

/ S) / E

[(EC

m

C

1 / Sinψ

(1 / gunoh

C

m

1 / Sinψ

(1 / gunoh

C

m

3

men

0

m

m

k

3

men

0

a

a

a

m

m

a

a

φ

φ

φ

φ

0

0

0

0

)

)

(2.1.11)

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

nurlanish.

Olingan ifoda intensivlik o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlaydi

spektral uchun xarakterli va tarqoq nurlanish

namunaning massa yutish koeffitsientining nisbati at

birlamchi nurlanishning tanlangan energiyasi.

(2.1.11) ifodadan spektral nisbatlar usuli degan xulosa kelib chiqadi

davriy jadvalning o'rta guruhi elementlarini tahlil qilganda, yo'q qiladi

plomba moddasining tarkibiy tarkibining ta'siri faqat juda samarali

kichik C a 0 bo'lgan mintaqa

B , yoki yuqori konsentratsiyalar C a 1

≈

aniqlangan

element, qachon birinchi yoki ikkinchi

numerator va maxraj shartlari. Yilda sohada qolgan,

davriy sistemaning o'rta guruh elementlari uchun bog'liqlik

matritsadagi o'zgarishlar natijasida tahlil natijalari saqlanadi.

20-bet

yigirma

2.1.1. Dispersiyasiz PPM usullari

Tarqoq bo'lmagan PPM turlari uchun, unda scin-

statsionar detektorlar va proportsional hisoblagichlar, to'g'ridan-to'g'ri

o'rganilgan usuldan foydalanish muammoli, chunki mavjud

turli xil elementlarning analitik chiziqlarini echish qiyinligi. Qayta

ko'rsatilgan nazariy va eksperimental tadqiqotlar natijasi

muammo har bir aniqlik uchun tanlab muvaffaqiyatli hal qilindi

tarqalgan birinchi nurlanishning optimal spektral mintaqasi holati

xeniya.

(2.1.11) ifodadan maksimal qisqartirish uchun shunday bo'ladi

matritsa effekti, E i = E o tenglikka rioya qilish kerak . Shu maqsadda

ba'zi hollarda namunadagi tarqoq nurlanishni to'kib tashlang,

spektral mintaqadagi muvozanatli filtrlar bilan ajratilgan

qisqa to'lqinlar tomondan analitik chiziq [119], lekin aksariyat hollarda

holatlar tufayli, bu holat katta yaqinlashuv bilan qondiriladi

energetikaga yaqin radiatsiyani alohida ro'yxatdan o'tkazishda ma'lum bo'lgan qiyinchiliklar

niy. Shuning uchun amalda Eo >> Ei . Bunday holda, (2.1.9) ifodasida,

maxrajning m ohm o'zgarishiga bog'liqligi numeratorga qaraganda kuchliroq va

bu o'z navbatida J 1 / J 2 analitik signalining qiymati degan ma'noni anglatadi

namuna plomba moddasining moddiy tarkibiga bog'liq bo'ladi, ya'ni. buxgalteriya hisobi

matritsa effekti, albatta, to'liq bo'lmaydi.

INU AnUzSSR mualliflari guruhi va VNIITS UzKTZhM filiali

yordamchi yordamida matritsa ta'sirini hisobga olish usulining g'oyasi

PPM bilan analizatordan kuchli absorber [132].

Uchun uslubni nazariy va eksperimental asoslashga urinishlar

RRM asarlarda bayon etilgan [136,137,165]. Ammo shu tarzda ko'plab savollar

sobe hal qilinmadi.

Mohiyati

yo'l

yilda

taklif qilingan

variant

Rentgen

radiometrik tahlil quyidagicha.

Ifodadagi J 1 va J 2 ning teng bo'lmagan o'zgarishlarini qoplash uchun

(2.1.11) namuna plomba moddasining tarkibini o'lchov sxemasiga o'zgartirganda

spektral nisbatlar usuli, yordamchi yutilish kiritiladi

ma'lum bir sirtga ega bo'lgan analitikdan tayyorlangan tanasi

zichlik d , u tarqalgan nurlanish yo'lida o'rnatiladi

J 2 ni ro'yxatdan o'tkazish paytida namuna va detektor o'rtasida [132, 136, 137].

Bunday holda, analitik signal shaklning funktsiyasidir -

J 1 / J 2 eksp (-d) , ya'ni. muayyan sharoitlarda teng bo'lmagan o'zgarishlar

plomba moddasining assimilyatsiya qobiliyatining o'zgarishi bilan J 1 va J 2 qiymatlari ,

eksponentlik bilan qisman yoki to'liq kompensatsiya qilinishi mumkin

ushbu funktsiya a'zosi.

Yordamchi tahlil usulida analitik signalning ifodasi

kuchli absorber quyidagi shaklga ega:

21-bet

21

η '= J 1 / J 2 eksp [- (m 2a C a + m 2m C m ) d]

(2.1.12)

bu erda: d - absorberning sirt zichligi, g / sm 2 .

Matritsa effekti etarli darajada hisobga olinishini ta'kidlaymiz

samaradorlik, chunki m eff qiymati . va d absorber bilan bog'liq,

(2.1.12) formuladan ko'rinib turibdiki, ko'rsatkichga kiritilgan

topilgan maqbul sharoitda "kompensatsiya qilingan dastlabki muddat

omil tufayli J 2 ning qo'shimcha o'sishi

(E u / E i ) 3 .

2.1-rasmda buxgalteriya hisobi darajasini ko'rsatadigan bog'liqliklar ko'rsatilgan

taklif qilingan usul (1) va standart usul bo'yicha matritsa effekti -

fon (2).

Hisob-kitoblar o'lchovlar uchun (2.1.11) va (2.1.12) formulalar yordamida amalga oshirildi

quyidagi sharoitlarda bajariladi: Z a = 74, Z m = 15-25, C a = C m = 0.5 (nisbiy birliklarda),

φ = 90 o , ψ = 45 o , Е i 60 keV (Wc) va = Е o = 100 keV (maksimal tutarsızlığını

radionuklidning sochilgan nurlanishi Se 75), d = 1,2 g / sm 2 .

Analitik signal qiymatlarining nisbiy burilishlari tomonidan

taklif qilingan usul va standart usuli - fon, 0,2% ni tashkil etdi

- mos ravishda 7,0%. Bu dispersiyasiz bo'lish imkoniyatini tasdiqladi

Yordamchidan foydalanganda rentgen radiometrik tahlil

analizatordan absorber, aniqligini sezilarli darajada yaxshilaydi

tahlil / 154 /. Ammo optimalni topish muammosi

qo'shimcha absorberning sirt zichligi qiymati,

yuqorida ko'rib chiqilgan misolda empirik tarzda topilgan,

bir nechta absorber. Natijada, uch-to'rt marta sezilarli darajada

chunki tahlil vaqti oshdi.

Shakl: 2.1. Analitik signalga bog'liqlik

tavsiya etilgan usul (1);

standart standart usul (2)

Sahifa 22

22

Tavsiya etilgan usulni tahlil qilishda foydalaning

bitta namunadan olingan ikkita namuna. O'lchash sxemasi

shaklda ko'rsatilgan. 2.2.

bitta

2 + 4

3

5 J i / J s 6

Shakl: 2.2 Qo'shimcha absorber yordamida o'lchovni sozlash:

1 - namuna; 2 - o'rganish manbai; 3 - analitik yutuvchi;

4 - o'quv detektori; 5 - radiatsiya detektori; 6 - ro'yxatdan o'tish bloki

Qalinligidan oshgan birinchi namuna (bundan keyin - "namuna")

to'yinganlik qatlamini hosil qilib, ikkilamchi nurlanishni olish uchun xizmat qiladi

lyuminestsent nurlanish fotonlaridan tashkil topgan - J 1 va tarqoq

birlamchi nurlanish - J 2 .

Sirt ma'lum bo'lgan ikkinchi namuna (bundan keyin - "absorber")

zichlik namuna va detektor bilan o'rnatiladi

intensivligi - spektrometr yordamida uzatiladigan nurlanishning J 3 ,

ma'lum bir energiya oralig'ida sozlangan (bundan keyin -

"spektral mintaqa"). Analitik signalning qiymati

ro'yxatdan o'tgan nurlanish intensivligini kiyish - J 1 / J 3 .

Usulning imkoniyatlarini eksperimental baholash amalga oshirildi

sintillyatsion spektroskopik yordamida sun'iy aralashmalar (2.1-jadval)

Se 75 gamma nurlanish manbai bo'lgan metr.

Shakl. 2.3. yordamida olingan 1 va 3 namunalarning emissiya spektrlarini ko'rsatadi

manbai bo'lgan dispersiyasiz sintilatsiya spektrometri

gamma-radiatsiya Se 75.

Rasmdan ko'rinib turibdiki, samarali atom raqami o'zgarganda

pa 7 namunadagi plomba moddalari, K seriyali nurlanish intensivligi

volfram taxminan yarmiga kamayadi, bu imkonsizligini ko'rsatadi

ushbu namunalardagi tarkibini miqdoriy aniqlash,

matritsa effektini hisobga olmasdan.

23-bet

23

2.1-jadval

Sun'iy aralashmalarning kimyoviy tarkibi

xona

namunalar

Tarkib, % massa

Samarali

atom

raqam

plomba

Belgilangan

element

To'ldiruvchi elementlar

volfram

molibden

kremniy

bitta

8

-

92.0

12.88

2018-04-02 121 2

8

12.5

79.5

16.38

3

8

25.0

67.0

19.88

Ushbu holatda ruxsat berilgan spektral nisbatlar usuli

signallarning farqini 0,2 relgacha kamaytirish. birliklar, o'rniga 4% rel. hisoblash yo'li bilan

bu. Yozilgan nurlanish intensivligi nisbati qiymatlari

xarakteristikaning maksimal va tarqoq bo'lishiga mos keladigan kanallar

radiatsiya, 1 va 3 namunalar uchun 2,6 va 2,4 rel bo'lgan. birliklar (2.3-rasmga qarang).

2.3-rasm. Namunalarning emissiya spektrlari:

1 - MoO3siz 8% WO 3 o'z ichiga olgan namuna ;

2 - 8% WO 3 va 25% MoO3 o'z ichiga olgan namuna .

24-bet