Tyumen sanoat universiteti
Download 1.14 Mb.
|
Tarjimasi
- Bu sahifa navigatsiya:
- 2.5. Element va faza kontsentratsiyasini bir vaqtning ozida aniqlash, murakkab kimyoviy moddada ushbu elementni oz ichiga oladi tarkibi
- 2.6 Kondensatlangan elektron oqimlarini aniqlash rentgen yoki gamma nurlanishidan kelib chiqadigan muhit 2.6.1 Muammoni hal qilish
- 2.6.2 Nazariy va eksperimental asoslar
68 Analitik parametr η 1 bu holda quyidagicha tavsiflanadi ifoda: bitta
b = 3 bitta Men Men = ph exp [- ( m a C a + m m C m ) d], (2.4.17) bu erda d - absorberning sirt zichligi (g / sm 2 ). Foydalanish qo'shimcha absorber deyarli butunlay yo'q qilishga imkon beradi analitik parametrning kimyoviy o'zgarishiga bog'liqligi namunaning tarkibi (2.25-rasm, b). Shakl: 2.26. X-ray fazasini tahlil qilish uchun o'lchov sxemasi qo'shimcha absorber Tavsiya etilgan usul deyarli butunlay yo'q qilishga imkon beradi namunaning kimyoviy tarkibining o'lchov xatosiga ta'siri, kamaytirish xatoning sistematik komponenti kattalik tartibini yoki tasodifiydan kam sahnalashtirish. Ushbu usul asosida yaratilgan tahlil usullari volfram va molibden mahsulotlari metrologik xususiyatlari bo'yicha tayoqchalar GOST talablariga javob beradi va yuqori darajaga ega bosim, aniqlik va amalga oshirish qulayligi. Moddani rentgenologik tahlil qilishning yangi yo'nalishi asosida kontsentratsiyani bir vaqtning o'zida aniqlash uchun yangi usul ishlab chiqildi element va uning murakkab kimyoviy tarkibdagi moddadagi fazasi. U xulosa qildi analitik namunasini monoxromatik bilan nurlantirishda uchraydi gamma yoki rentgen nurlanishi, bir vaqtning o'zida ro'yxatdan o'tish intensivlik: aniqlanayotgan elementning xarakterli nurlanishi; Rentgen
Radiatsiya manbai Radiatsiya detektori Tahlil qilingan namuna Qo'shimcha absorber
69 izchil tarqalgan (Braggga ko'ra) birlamchi nurlanish fazasi bilan belgilanadi o'qish; bir xil bo'linish birlamchi tomonidan nomuvofiq ravishda tarqaldi (Komptonga ko'ra) nurlanish, keyin ko'rsatilgan intensivlik nisbati asosida, aniqlangan elementning kontsentratsiyasi va uning fazasi aniqlanadi. Ixtiro kimyoviy analizning fizik usullari bilan bog'liq va moddaning fazaviy tarkibi, rentgen lyuminestsentsiyasi va rentgen nurlarini birlashtiradi gen fazasi usullari va turli sohalarda qo'llanilishi mumkin fan va ishlab chiqarish. Ushbu usul tadqiqot uchun ajralmas hisoblanadi kontsentratsiyani aniqlashda mineral xom ashyo, toshlar va tuproqlar minerallar, middlings va boshqalar. Ushbu usul ayniqsa qiziq baholash imkonini beradigan mineral hosil bo'lish jarayonlarini modellashtirish neft va gazni to'plash va saqlash uchun konlarning istiqbollari. Tavsiya etilgan usulning o'xshashlari yo'q. Tavsiya etilgan usul sob rentgen lyuminestsentsiyasi uchun spektral nisbatlar usuliga asoslangan pasayish tahlili va aniqlash uchun muallif tomonidan ishlab chiqilgan usul rentgen fazasini tahlil qilishda fazani markazlashtirish. 2-bobning 2.4-bo'limidan quyidagi xulosalar chiqarish mumkin: Kantitativ uchun foydalanish imkoniyati spektral nisbati usulining rentgen faza tahlili, yilda matritsa effektini analitik para- sifatida hisobga olish metr, aniqlangan komponentning fazasi intensivligining nisbati olinadi namunalar, bir-biriga mos kelmaydigan dispersiyaning intensivligiga nurlanish. Materiallar tarkibi keskin o'zgaruvchan namunalar uchun tahlildan qo'shimcha absorberdan foydalanish imkoniyati matritsa effektini to'liq hisobga olish uchun hisobga olinadigan moddaning [168]. 2.5. Element va faza kontsentratsiyasini bir vaqtning o'zida aniqlash, murakkab kimyoviy moddada ushbu elementni o'z ichiga oladi tarkibi Neft va gaz konlarini qidirish, qidirish va rivojlantirishda, eng muhim muammo foydali qazib olish darajasini oshirishdir geologik, geofizik va geokimyoviy ma'lumotlardan olingan ma'lumotlar mineral xom ashyo, toshlar va tuproqlarni o'rganish. Bu vazifa turli usullar bilan hal qilinadi, ular orasida nisbiy soddaligi, yuqori aniqligi tufayli tahlilning ob'ektivligi va ob'ektivligi. Ammo difraksiyadan foydalanganda Rentgen nurlarini tahlil qilish (XPA), mineral ta'sirining muammosi tahlil natijalari bo'yicha namunaning kimyoviy tarkibi - matritsa ta'siri, bu RFAning eng muhim vazifasi bo'lgan buxgalteriya hisobi.
70 Ushbu asarda muallif integratsiyalashgan yangi usulni namoyish etadi Analizning rentgen fazasi va rentgen lyuminestsentsiya usullari. Energiya dispersiv detektoridan foydalanilganda olib tashlanadi spektri, diffraktsiya cho'qqilari bundan mustasno, izchil tarqalgan Parchalanish asosiy monoxromatik nurlanish, cho'qqilarni o'z ichiga oladi birlamchi tomonidan qo'zg'atilgan namunaviy elementlarning xarakterli nurlanishi nurlanish va bir-biriga taqsimlanmagan parchalanish birlamchi monoxromatik matematik nurlanish. Bundan tashqari, izchil komponent a dan iborat birlamchi nurlanish Braggga ko'ra tarqalgan va Tomsonga ko'ra tarqalgan, shu bilan birga ketma-ket tarkibiy qism sifatida vaqt - Compton tomonidan tarqalgan per- birlamchi nurlanish. Muallif tomonidan olib borilgan tadqiqotlar ko'rsatdi yuqoridagi intensivlik o'rtasida ma'lum bir korrelyatsiya o'rnatilishi chiqarilgan radiatsiya. Miqdoriy fazani tahlil qilishning barcha usullari asoslanadi lisa quyidagi asosiy tenglamada yotadi:
∑ = * =
men II men men men x x K bitta
m r (2.5.1) bu erda: I i - i fazaning ba'zi tanlangan reflekslarining intensivligi ; K i - eksperimental doimiy, birlamchi energiyasiga bog'liq nur, tahlil qilinadigan fazaning tuzilishi, indekslar (hkl) va shartlar otish; m
nurlanish; x i - namunadagi i fazaning tarkibi (massa ulushi) ; r
Massani yutish koeffitsienti yig'ilish holatiga bog'liq emas moddalar. (1) formulani chiqarishda difraktsiya sodir bo'ladi deb taxmin qilingan tekis namuna yuzasidan (aks ettirish), bu n komponentlarning bir hil aralashmasi va qalinligi namuna cheksizdir. Ko'rinib turibdiki, I i uchun (1) ifodasi intensivlik ifodasiga o'xshaydi nomuvofiq tarqoq monoxromatik birlamchi intensivligi cheksiz qalin namunaning nurlanishi [2,3]:
φ
ψ
φ
ψ
(2.5.2)
bu erda: K p - mutanosiblik koeffitsienti, kimyoviy moddadan mustaqil namunaning tarkibi; C a va C m - belgilangan element va plomba elementlarining tarkibi tanadagi tanasi ( C a + C m = 1); m oa va m 2a birlamchi va ning massa yutish koeffitsientlari aniqlangan komponentdagi harakatsiz tarqalgan nurlanish;
71 m ohm va m 2m - bu birlamchi va ning massa yutish koeffitsientlari namuna plomba moddasida tarqalgan nurlanish (boshqa barcha fazalar) belgilanganidan tashqari); φ ,
- dastlabki va namuna olish yuzasiga siljish burchaklari xarakterli nurlanish. 1 va 2-ifodalarni tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, nurlanish intensivligi aniqlangan faza, shuningdek, notekis tarqalgan nurlanish intensivligi tahlil qilinadigan assimilyatsiya qobiliyatining oshishi bilan kamayadi bo'lardi. Namuna plomba moddasining massa koeffitsienti sezilarli darajada oshishi bilan, intensivlik bir necha marta pasayishi mumkin, bu esa a ga olib keladi u yoki bu komponentning tarkibini aniqlashda jiddiy xato (analitik parametr sifatida intensivlikni ishlatganda), bir necha yuz foiz. Tajriba refleks intensivligini ko'rsatadi tahlil qilingan faza va tarqalgan nurlanish biroz farq qiladi assimilyatsiya qobiliyatidagi o'zgarishlarning barcha ko'rib chiqilgan doirasi bo'yicha plomba. Belgilangan fazaning doimiy tarkibidagi namunalar uchun, ko'payish bilan namuna plomba moddasining massa yutish koeffitsienti, intensivligi izchil va nomuvofiq tarqoq nurlanish deyarli kamayadi bir xil tezlik. Shuning uchun yuqoridagi intensivliklarning nisbati Zichlik namunaviy matritsadan deyarli mustaqil. Difraktogrammani olib tashlashda, boqish va tanlanish burchaklari bor, keyin ko'rib chiqilayotgan holatda (2) ifodani quyidagicha ifodalash mumkin: I p = K p / [( m oa + m 2a ) C a + ( m ohm + m 2m ) C m ] (2.5.3)
Va m oa ≈ m 2a va m ohm ≈ m 2m ni hisobga olgan holda : I p ∑ = = + = k men II m m a a p C m K C C K p bitta
0 0 0 2018-04-02 121 2 bitta
2 / m m (2.5.4) qaerda: summa ∑ =
bitta
0 namunaviy elementlar soniga ko'ra amalga oshiriladi - k Ko'rib turganingizdek, hosil bo'lgan ifoda (1) ifodaga o'xshaydi. Agar analitik parametr η sifatida I i / I p nisbatini oling , keyin hisobga oling birlamchi nurlanishning massa yutish koeffitsienti emasligi materiyaning agregatsiya holatiga bog'liq, ya'ni. ∑ =
bitta
0 = ∑ = *
men II men x bitta
m r olish bosqichi mazmuni bo'yicha analitik parametr chiziqli bog'liqligi i bilan namuna:
η = K i x i / K p (2.5.5)
bu erda x i - o'lchangan fazaning mazmuni.
72 Shunday qilib, deb taxmin qilish mumkin I i / I p kiyish biroz namuna matritsasiga bog'liq va undan foydalanish mumkin nazariy jihatdan asosli analitik parametr sifatida qaralishi kerak. The nazariy xulosa eksperimental tadqiqotlar bilan ham tasdiqlangan. Sifatida rentgen lyuminestsentsiya tahlilida foydalanish analitik parametr, xarakteristikaning intensivligining nisbati intensivlikka qarab aniqlanadigan elementning nurlanishi birlamchi nurlanishning bir xil parchalanishi bilan ekilgan, birinchi bo'lib taklif qilingan Mayer va Nakhabtsev va avvalgi bo'limlarda batafsil ma'lumot. Tavsiya etilgan usulni texnik jihatdan amalga oshirish, buning natijasida Buni diffraktometrlarda energiyani dispersiyalash qobiliyatiga ega bo'lgan holda osonlikcha amalga oshirish mumkin. zamonaviy diffraktometrlar bilan jihozlanishi mumkin bo'lgan tektorlar. Masalan, DRON-7 yangi avlod avtomatik diffraktometri, Peltierni sovutadigan termoelektrikli Si (Li) detektori bilan jihozlangan, uning energiya echimi 2 keV dan 30 keV gacha emas samaradorligi kamida 98% bo'lgan 300 ev dan oshadi. Birinchidan, standart sxema bo'yicha, 1-rasm, diffaktogramma olinadi. tahlil qilingan namunadagi ma (masalan, ingichka dala shpati). Ta'riflar - aniqlangan bosqichning eng qizg'in nusxasining aniq pozitsiyasi (masalan - 2θ 002 = 28.0 o ). Yassi belgilangan burchak ostida o'rnatiladi ro'yxatdan o'tishda o'lchov fazasining fraksiyonel maksimal darajasi o'lchangan fazaning radiatsiya intensivligi, nomuvofiqlikning intensivligi lekin Kompton va zichligi bo'yicha tarqalgan asosiy nurlanish aniqlangan element (lar) ning o'lchangan xarakterli nurlanishi kommutatsiya qilingan faza (ushbu misolda Na, bu aniqlashga imkon beradi albit sifatida chap spar). Analit tarkibidagi analizatorning konsentratsiyasi tahlil qilinadigan namuna ning intensivligining nisbati bo'yicha o'rnatiladi o'lchangan fazaning aniqlangan elementining statik nurlanishi va nomuvofiqligi bir xil parchalanish natijasida tarqalgan (Kompton ma'lumotlariga ko'ra) birlamchi nurlanish. Tahlil qilinayotgan berilgan elementning aniqlangan fazasining kontsentratsiyasi namuna izchil tarqoqlik intensivligining nisbatiga o'rnatiladi (Braggga ko'ra) birlamchi nurlanish fazasi bilan aniqlanadi va bir-biriga mos kelmaydi birlamchi nurlanishning bir xil parchalanishi bilan tarqalib ketgan (Komptonga ko'ra). Yuqoridagilardan kelib chiqadigan bo'lsak, ushbu usulda, olingan ma'lumotlarning hajmi va sifati oshadi. Xuddi shu paytni o'zida bizni qiziqtirgan bosqichning mazmunini ham, mazmunini ham aniqlang undagi elementlar va bu matritsa effektini yo'q qilish bilan ekspresivlikning oshishi bilan birga aniqlashning aniqligini oshirishga imkon beradi niy. Masalan, G'arbiy Sibirning asosiy suv omborlari matritsasi quyidagilardan iborat kvars, plagioklaz (Ca-Na dala shpatlari), kaliy dala shpatlari O'rtoq Ammo rentgen strukturasini tahlil qilishning kamchiliklari imkonsizdir Ushbu komponentlarni replikatsiyalar bilan ajratish mumkin. Shuning uchun, natijada ular birgalikda taqdim etiladi va ularni ajratish odatda nisbatga muvofiq amalga oshiriladi
73 yupqa kesimlarni tavsiflashda aniqlangan chuqurliklar. Tavsiya etilgan usulda quyidagilar mavjud plagioklaz va kaliy dala shpatlarini aniqlash osonroq Ca, Na va K ning o'lchangan tarkibiga ko'ra bo'linadi. Tavsiya etilgan usul Rossiya Federatsiyasi patenti bilan himoyalangan [176].
2-bobning 2.5-bo'limidan quyidagi xulosalar chiqarish mumkin: Bir vaqtning o'zida miqdoriy rentgenografiya uchun yangi usul ishlab chiqildi murakkab kimyoviy moddalarda novskiy elementar va fazaviy analiz osmon tarkibi. Sifatida aniqlangan fazaning kontsentratsiyasini aniqlash Analitik parametr - bu faza intensivligining nisbati namunaning aniqlangan komponenti, tarqoqligi zichligi bo'yicha birlamchi nurlanishning buzilishi (Kompton). Oxirini aniqlash uchun aniqlangan faz elementining markazlashtirilishi - intensivlikning nisbati x- aniqlangan faz elementining xarakterli nurlanishi, shuningdek bir xil parchalanish natijasida bir-biriga tarqalmagan birlamchi nurlanish intensivligi xeniya. Shunday qilib, miqdoriy rentgenning yangi yo'nalishi yangi tahlil. Nazariy va eksperimental asoslash berilgan usul [172, 176 -180].
Penetrning o'zaro ta'sirini o'rganish va modellashtirishda moddalar bilan nurlanish [182] axborot manbalaridan biridir bir-biriga mos kelmaydigan elektron oqimlari (Compton) gamma yoki rentgen nurlanishining fotonlarining tarqalishi va fotoabsorbsiyasi turli moddalardagi nurlanish. Fotosabsorbtsiya nazariyasi, izchil va orqaga chekinish elektronlarini ishlab chiqarish bilan fotonlarning nomuvofiq tarqalishi etarli batafsil ishlab chiqilgan [183,184]. Shu bilan birga, bir vaqtning o'zida o'lchash bo'yicha eksperimental ma'lumotlar qaytarilish elektronlari oqimlarining fotoelektron oqimlariga nisbati qachon moddalarning "qattiq" nurlanish bilan nurlanishi, ya'ni. rentgen yoki gamma nurlanish, juda kam. Faqat D.V.Sko- ning tajribalariga ishora qilish mumkin. Uilson kamerasi yordamida gazlardagi beltsin [185]. Odatda, sim fotoelektronlar yoki elektronlar oqimlarining alohida o'lchovlari berilgan chi; bu holda tegishli bo'limlarni aniqlash uchun ular bog'langan ionlashtiruvchi nurlanishning birlamchi oqimining intensivligi. Tahlili shuni ko'rsatadiki, bu usullar ko'plab tizimlarga olib kelishi mumkin texnik (instrumental va uslubiy) va dinamik (vaqtinchalik) alohida va ehtiyotkorlik bilan hisobga olishni talab qiladigan gunohlar. Bundan tashqari,
74 qattiq moddalar bilan ishlashda odatda eksperimental ravishda ro'yxatdan o'tish mumkin faqat moddaning sirtidan elektronlar, ifloslanish va nuqsonlar bu qo'shimcha echimsiz muammolarga olib keladi. Elektronlarni energetik dispersiyali ro'yxatdan o'tkazish usullari beri orqaga chekinish va fotoelektronlar (masalan, Wilson kamerasi yordamida yoki quyultirilgan muhitda elektron spektroskopiya) muammoli, keyin yangi eksperimentalni rivojlantirish vazifalari ko'rsatilgan elektron oqimlarning nisbatlarini aniqlash usullari (va bir vaqtning o'zida ro'yxatdan o'tgan). Bu kelgusida ham dolzarbdir qattiq kvantlarning o'zaro ta'sir nazariyasini yanada asoslash va takomillashtirish moddalar bilan nurlanish va turli xil amaliy muammolarni hal qilish uchun materialshunoslik, shu jumladan ko'rib chiqilayotgan hodisalarni modellashtirish va jarayonlar. Ilgari muallifning asarlarida [187-190] foydalanish imkoniyati xarakterli va dispers modda oqimlarining shakllanishi ko'rsatilgan elektron haqida ma'lumot manbai sifatida nurlanish oqimlar. Kesmaning massa koeffitsientining nisbati ko'rsatilgan massa koeffitsientiga birlamchi nurlanishning izchil tarqalishi birlamchi nurlanishning fotoelektrik yutilish tezligini aniqlash mumkin xarakterli va nomuvofiq intensivlik nisbati bilan bo'linadi ammo bir vaqtning o'zida o'lchangan tarqoq chiqindilar. Bunday holda (bu muhim ammo eksperimental nuqtai nazardan!) avtomatik ravishda hisobga olinadi sistematik va dinamik xatolar. Ushbu ishning maqsadlaridan biri yangi usulni ishlab chiqish edi Compton elektronlari sonining fotosurat soniga nisbatini aniqlash elektronlar. Yuqoridagi usuldan foydalanib, mosligini aniqlang molibden va volfram atomlari uchun nisbatlar, bu yangi tajriba natijasi, xususan, taqqoslashga imkon beradi oldingi nazariy hisob-kitoblar va eksperimental ma'lumotlarga ega bo'ling. 2.6.2 Nazariy va eksperimental asoslar Penetratsion nurlanish energiyasining tekshirilgan diapazonida (10 ÷ 150) keV) qattiq fotonlarning mumkin bo'lgan o'zaro ta'sirida (b-kvant) - bu fotoelektr effekti, Kompton (nomuvofiq) ijara) va izchil tarqalish. Radiatsiya energiyasiga bog'liq va moddaning ta'sirlanishining u yoki bu turi ustunlik qiladi. Kam energiyalarda foton fotoabsorbsiyasi asosiy rol o'ynaydi. Ve- Fotoelektr effekti ehtimoli g kvantining energiyasi ortishi bilan tezda pasayadi. Bu holatda tez-tez, agar uzatilgan impulsning qiymati kichik bo'lsa, u holda k kvantlarning tarqalishi atom elektronlarida deyarli energiya yo'qotmasdan sodir bo'ladi (shunday deb ataladi). Rayleigh yoki izchil tarqalish). Borayotgan energiya bilan
75 fotonlarning o'zaro ta'sirining asosiy mexanizmi bilan nurlanish Kompton (nomuvofiq) tarqalish masalaga aylanadi. Bundan tashqari yodda tutish kerakki, xarakterli nurlanish paydo bo'ladi fotoelektr effekti bilan va Compton tarqalishi bilan. IN ikkala holatda ham K, L yoki atomning boshqa ichki qobig'idan, elektron, keyin esa paydo bo'layotgan bo'shliqni keyinchalik to'ldirish yuqori qobiqdan taxt va xarakteristikaning paydo bo'lishiga olib keladi nurlanish. Ta'riflangan jarayonlarning sxemasi shakl. 2.6.1. Shakl: 2.6.1 Gamma kvantlarining moddalar bilan o'zaro ta'siri sxemasi Yuqorida aytib o'tilganidek, eksperimental aniqlash bo'yicha birinchi tajribalar rentgen nurlari tarqalishida elektronlar va fotoelektronlarni qaytarish va havodagi gamma nurlari Wil- uxlash. Nisbatlarni o'lchash natijalari jadvalda keltirilgan. 2.6.1. 2.6.1-jadval Qaytgan elektronlar va fotoelektronlar sonlarining nisbati bo'yicha eksperimental ma'lumotlar va mos ravishda ularning tasavvurlari Yo'q
To'lqin uzunligi AQSH)
Energiya (keV)
N c / N pe σ / τ
bitta 0.71
17.49 0.10
0,27 2018-04-02 121 2 0.44 28.23
0.90 1.20
3 0.29
42.83 2.70
3.80 4 0.20 62.21 9.0
10.0 5 0.17 73.06 17.0
17.0 6 0.13 95.55 72.0
32.0
76 Jadval 1 ishlatilgan yozuv: N c / N pe - raqamlar nisbati elektronlarni fotoelektronlar soniga qaytarish, σ / τ - massa ko- ning nisbati birlamchi qattiq nurlanishning izchil tarqalishining kesma ta'siri fotoelektrik yutilishning massa koeffitsientiga kuchli radiatsiya. Bundan tashqari, nazariy asoslardan kelib chiqqan N c / N pe = σ / τ tenglik bo'lishi kerakligini bildiradi . Biroq, buni ko'rish mumkin bu $ k $ energiyasining oshishi bilan juda muhimdir belgilangan tenglik. Shakl: 2.6.2 Qaytgan elektronlar sonining fotoelektronlar soniga nisbatining bog'liqligi birlamchi nurlanish kvantining E energiyasi bo'yicha: egri 1 (yuqori) - eksperimental qaramlik; egri chiziq 2 (pastki) - nazariy qaramlik Shakl. 2.6.2 taqqoslash uchun ko'rsatadi: eksperimental va nazariy egri chiziqlar, ikkinchisi model asosida hisoblanadi [182] atomlarning bog'langan elektronlari bilan tarqalish ta'sirini hisobga olgan holda. Qanday egri chiziqlar orasidagi tafovut E energiyasining ortishi bilan ortib borayotganini ko'rish mumkin nurlanishning birlamchi kvanti. U 100 keV dan oshganda, kelishmovchilik kattalik tartibiga va boshqalarga etadi. Nazariyaning rozi bo'lishi aniq va bunday eksperimental ma'lumotlarning tajribasi etarli emas.
Download 1.14 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling