现场X射线荧光分析技术.pdf

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1、2013年4月岩矿测试April2013ROCKANDMINERALANALYSIS文章编号：0254—5357(2013)02—0203一l0现场x射线荧光分析技术葛良全(成都理工大学“地学核技术”四川省重点实验室，四川成都610059)摘要：本文从携带式x射线荧光仪器、现场分析技术和技术应用三方面论述了现场x射线荧光分析技术的进展。从x射线激发源、x射线探测器和电子线路单元等角度，将携带式x射线荧光仪划分为四代，即以放射性同位源为激发源、以NaI(T1)闪烁计数器为x射线探测器为技术特征的第一代仪器；以放射性同位素源和正

2、比计数器为技术特征的第二代仪器；以放射性同位素、电制冷半导体探测器和以嵌入式微处理器为控制核心的多道脉冲幅度分析器为技术特征的第三代仪器；以低功率微型x射线发生器为激发源、电制冷半导体探测器和全数字化X射线能谱采集器为技术特征的第四代仪器。在现场分析技术方法方面，论述了x射线仪器谱解析技术、基体效应校正技术和现场原位分析中不平度效应、湿度效应、荧光颗粒不均匀效应校介绍了现场x射线荧光分析技术在地质矿产普查、环境污染调查、文物现场鉴定和合金分析进展。指出了目前国产携带式x射线荧光仪处于第三代和第四代仪器水平之间，低功率微型：和

3、电制冷半导体探测器还依赖于进口，全数字x射线能谱采集器还有待商品化；现场多元素j和方法检出限都有待进一步改善；便携式仪器的应用领域有待拓宽。关键词：x射线荧光分析；携带式x射线荧光仪；现场分析中图分类号：0657．34文献标识码：A现场x射线荧光技术是采用携带式x射线荧领大型分析仪器和化学分析方法所不1光仪(XRF)在采样现场对被测物体的元素进行快领域，促进现代工业生产过程的自动速定性和定量的分析技术。该技术最早发展于20过缩短现场获取被测物体元素含量的世纪50年代末至60年代初期，其物理基础是基于济与社会效益。近代原子物理

4、学中的莫塞莱定律，即元素原子发出目前，现场x射线荧光分析仪器的特征x射线能量与元素原子序数的平方成正比，色散分析方法，极少数采用波长色散：同时其特征x射线强度与待测样品中目标元素含场XRF分析技术最显著的特点是：仪量的正相关关系，通过XRF谱仪测定的特征x射线带(1kg左右)，分析速度快(几秒种至能量和强度就能实现对元素的定性、定量分析I2。分析元素范围广(从原子序数Al至蛇该技术的提出与发展的动力是，针对大型分析仪器象可以是岩矿石的原生露头、块状岩和化学分析方法只能在室内对被采集的样品进行元运动的矿浆、不同颗粒度的粉末样品

5、雨素定性或定量分析，而不能在原生产状条件下对物该技术已被广泛应用于地质矿产普查体实现快速分析的技术不足。因此，国内外的一些化探样品的多元素快速分析、环境污公司或企事业单位不断地投入人力、物力大力开发有害元素的快速分析、工业生产过程c携带式x射线荧光仪及其相关的分析技术，试图占分析、合金成分快速分析、文物鉴定等收稿日期：2012—08—01；接受日期：2012—08—14基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)“资源环境技术领域”课题“高精度能谱探测仪器研发”(201：作者简介：葛良全，教授，从事地学核仪器与方法研究。E

6、—mail：glq@edut．edu．en。第2期岩矿测试http：／／WWW．ykcs．ac．cn携带式x射线荧光分析仪的分析过程是在现场测能机构举办的“核技术在矿产资源勘查和开发”国量环境条件下进行的，其测量对象是原生产状条件际会议上，Clayton等综述了放射性同位源x射线下的样品，现场X射线荧光分析方法的分析准确荧光分析技术在地质分析、矿山开采和选矿过程控度、检出限和元素报出率，一般均逊于室内大型分析制中的应用。此次会议上，Rhodes等还报道了基仪器和化学分析方法，这也是现场x射线荧光分析于第一代能量色散X射线荧光

7、分析技术的x射线仪器和方法技术不断改进和完善的技术目标。本文荧光测井仪，该测井仪采用2个卵co放射性同位素在回顾携带式x射线荧光仪器发展历程的基础上，源(1毫居里，1mCi)为x射线激发源、2个圆柱状论述了现场X射线荧光分析方法在携带式仪器、方NaI(T1)晶体闪烁计数器为x射线探测器，以能量法技术和应用领域等方面的技术进展。平衡滤片对提高仪器的能量分辨能力，在测井探管上的探测窗为0．005英寸厚的Mylar膜，10S测量1携带式x射线荧光仪的进展可测定模型井中0．015％的银含量和0．15％的铀携带式X射线荧光仪主要由x射

8、线激发源、含量。X射线探测器和电子线路单元，以及测量软件组成，1．1．2第二代携带式x射线荧光仪如图1所示。从激发源、探测器和电子线路单元的第二代仪器以正比计数器为x射线探测器，仍技术特征，以及仪器整体技术指标角度出发，携带式以放射性同位素为x射线激发源。在模拟电子线路x射线荧光仪可划分为