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X熒光激發(fā)源的激發(fā)方式種類及優(yōu)缺點(diǎn)

更新時(shí)間:2020-07-20  |  點(diǎn)擊率:5570

為了使被測物質(zhì)產(chǎn)生特征熒光X射線(X光熒光),需要用能量較高的光子源來激發(fā)。光子源有X射線、低能量的γ射線以及高能量的加速電子或離子。對于一般的X射線熒光光譜儀,常用的激發(fā)方法有如下幾種:

 一、用放射性同位素源激發(fā)

源激發(fā)是將少量的放射性同位素,如55Fe(鐵)、109Cd(鎘)等物質(zhì)固封在密封的留有小孔的鉛罐中,連續(xù)發(fā)射出低能γ射線,經(jīng)準(zhǔn)直后照射到被測物質(zhì)上產(chǎn)生X熒光。同位素源發(fā)出的X射線強(qiáng)度是非常穩(wěn)定的,但是X射線強(qiáng)度小,能力分布不可調(diào)。

 優(yōu)點(diǎn):單色性好、信噪比高、體積小、重量輕。

          適宜制造成便攜式或簡易式儀器。

 缺點(diǎn):功率低,測量的靈敏度較低。

          單種放射性同位素源的能量分布較為狹窄,可分析的元素有限。

  二、用X射線管激發(fā)

X射線管激發(fā)是使用X射線管作為激發(fā)源激發(fā)出X射線,經(jīng)準(zhǔn)直后照射到被測物質(zhì)上激發(fā)X熒光。X射線管所產(chǎn)生的光源——原級X射線譜強(qiáng)度的穩(wěn)定性取決于高壓發(fā)生器提供給X射線管的高壓和管電流的穩(wěn)定性,因此使用X射線管可以通過調(diào)節(jié)管流和高壓進(jìn)而選擇性地提高或減少對某些特定元素的激發(fā)效率,提高分析能力。一般采用高頻變壓器,其特點(diǎn)是體積小、噪音小和重量輕,且具有高度穩(wěn)定性,在網(wǎng)路電壓變化不超過±10%時(shí),穩(wěn)定性可達(dá)到0.0005%。

 產(chǎn)生X射線的物質(zhì),一般稱為靶。常用的靶材有W、Pt、Mo、Au、Cr、Rh、Ag,分析元素范圍和使用譜線各有差異。

 根據(jù)出射窗口的不同可分為側(cè)窗式(side window tube,SWT)和端窗式(end window tube, EWT)兩類。為了提高超輕元素和常見元素的檢測限和減小測定時(shí)間,近年來在順序式譜儀中廣泛使用的端窗式X射線管在性能上有很大進(jìn)步。

 便攜式儀器通常使用低能量(<500mW)的小型化X射線管(直徑約15mm),它是通過熱電晶體如鉭產(chǎn)生的光子撞擊Cu靶獲得X射線。在熱電晶體加熱-冷卻循環(huán)周期(2~5min)內(nèi)發(fā)射出鉭和銅的X射線。

 三、同步輻射光源

同步輻射是帶電粒子在磁場內(nèi)圓形軌道中以相對論速率運(yùn)動時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射。同步輻射光子束的能量很寬,一般在紫外和X射線能量范圍內(nèi),可通過調(diào)節(jié)帶電粒子能量改變光子能量,并可用透射方式進(jìn)行能量選擇。具有能量可調(diào)、亮度高等特點(diǎn)和具有偏振性好、方向可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。

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