毛细管X光透镜聚焦的微束X射线荧光谱仪的研发及应用

针对不同样品的分析需求,本文设计了几种不同类型的微束X射线荧光谱仪。用高精度激光位移传感器实时校正样品表面被测量点与毛细管透镜出端之间的距离,以减少形状不规则的古陶瓷样品测量时带来的误差;利用毛细管X光透镜传输能量高于25 keV的X射线效率低的特点,将其应用于高铅釉瓷器彩料的无损分析中;采用大功率X射线源,扫描分析了大米中K、Ca等元素分布;以人民币5角硬币为例,研究了能量色散的微束X射线衍射方法。研究结果表明,本文研发的微束X射线荧光谱仪在生物样品和文物样品的分析研究中有广泛的应用前景。     

一种微束X射线衍射仪及其应用研究

本文研究了一种微束X射线衍射仪,并对其硬件、软件和性能进行了介绍。该衍射仪采用毛细管X光透镜将X射线束会聚到μm量级,并通过由PLC和步进电机等组成的闭环运动控制系统调节三维样品台来实现对样品微区的物相分析和物相的二维扫描分析。利用自行开发的控制软件实现了微区X射线衍射分析和微区能量色散X射线荧光分析两种模式。为了验证设备的可行性,采用本微束X射线衍射仪以微区X射线衍射的方式扫描了苹果手机主板的焊锡接触点上1.0 mm×0.6 mm的区域,得到了区域内SnO₂(3 1 2)的晶相分布图。此外,利用本微束X射线衍射仪分析了1片清代红绿彩瓷表面的白色瓷釉和彩料中钾长石和钙长石等主要的晶相,这些实验数据可为古代瓷器的烧制工艺提供有益的参考。因此,这种微束X射线衍射仪在材料、文物保护等研究领域具有广泛的应用前景。     

一种针对组合材料研究的高通量X射线结构、成分表征方法

将X射线毛细管聚焦技术和能量色散X射线衍射技术相结合，提出了一种新的针对组合材料研究的高通量X射线结构、成分分析方法，并实际构建了一个样机，测试了样机的性能，验证了此方法的可行性及优缺点。     

使用X光聚束系统的X射线荧光分析研究

复合光导管组成的Ｘ光透镜可将发散的Ｘ光束聚至直径φ０．５ｍｍ，聚束后的功率密度增加１０＾４倍，这种新型的Ｘ光透镜已用于Ｘ射线荧光分析研究，使用Ｘ光管功率仅２Ｗ，而探测限可达１０＾－９－１０＾１０ｇ．     

能量色散X射线荧光光谱仪现状及其发展趋势

能量色散X射线荧光光谱仪被广泛用于许多部门和领域,已成为理化检测、野外现场分析和过程控制分析等的重要工具.文中介绍了现代能量色散X射线荧光光谱仪主要性能指标,综述了能量色散X射线荧光光谱仪的硬件和软件研制现状,简述了多种新型的能量色散型X射线荧光光谱仪,并对其发展趋势与前景进行了展望.     

X射线荧光光谱仪的现状

综述了波长色散X射线荧光光谱仪和能量色散X射线荧光光谱仪的现状和发展趋势,及其X射线荧光光谱仪的拓展,介绍了部分具有代表性的X射线荧光光谱仪的主要性能.     

微束X射线荧光分析系统的建立及其在考古学中的应用

文章报道一种新型基于X光透镜的微束X射线荧光分析系统的结构、性能和特点及其在考古学中的应用。X光透镜将旋转阳极X射线发生器产生的X射线束聚成直径为几十微米的光束，可用于考古样品的无损微区分析。为检验微束分析系统的可行性，分析了1片明代青花瓷残片中青花部位的元素分布。分析结果表明：青花中Mn和Co元素的含量与青花颜色的深浅相一致。相关性分析表明：Mn和Co呈现良好线性相关；Mn和Co的含量或比值对青花的产地和真伪的辨别有重要意义。     

微区X射线衍射在矿物鉴定中的应用实例

介绍了微区X射线衍射仪发展的现状,给出了微区X射线衍射仪鉴定物相的研究实例,并讨论了微区X射线衍射法的优、缺点。通过配置有封闭3kWX射线光管、单毛细管透镜、Pixcel探测器和普通CCD视频的Panalytical X’Pert PRO MPDX射线衍射仪,对光片上的铍矿物进行了微区X射线衍射鉴定,结果确定该铍矿物为羟硅铍石。微区X射线衍射法具有微区、微量、原位和无损等优点,能够进行直径在100～300μm范围内的两种或两种以上矿物集合体的物相鉴定。与电子探针等微区手段相互结合、互相补充,鉴定结果更加可靠。     

一种便携式能量色散X射线荧光分析仪的设计

研制了一种便携式能量色散X射线荧光分析仪(EDXRF)。激发源采用国产小口径Mo靶X线管,以变频技术设计了配套的高压电源和灯丝电源,探测器为电制冷半导体探测器。通过元素Cu、Zn、Ni、Pb的能谱测量,研究了该分析仪的检测性能和能量定标曲线,并且从理论上分析了其最佳元素分析范围。     

X光透镜在X射线衍射技术中的应用

用整体平行束X光透镜代替常规衍射仪的索拉狭缝和/或附加狭缝,入射和衍射X光强度可提高1.5―3.5倍,分辨率可达0.4°,可用于薄膜、粉末样品和离子束沉积样品的分析。将微会聚X光透镜应用于生物大分子衍射、高压X射线衍射、四圆X射线衍射3个不同的衍射领域,在相同X光源功率条件下,使用X光透镜后的衍射强度提高到原来的3―10倍,信噪比和分辨率有不同程度的改善。     

微束X射线荧光无损分析古瓷器高铅釉的方法及应用研究

研究了微会聚透镜分析高铅样品的特征,采用基于微会聚透镜的微束X射线荧光无损定量分析了一片清代彩绘瓷彩料中的元素含量,同时扫描分析了彩料中某一特定区域的元素分布。从元素分布中可推测出清代彩绘的制作工艺是先用高铅的Mn颜料绘出图案的轮廓,然后向中间填充设计好高铅的Cu颜料,或直接用高铅的Fe混合物绘画。分析结果表明,基于微会聚透镜的微束X射线荧光分析是一种较好的高铅样品的分析手段。     

能量色散荧光谱仪分析环境土壤中232Th的放射性浓度

为了建立快速简便地测量环境土壤中²³²Th放射性浓度的方法,使用粉末压片法制样,能量色散荧光谱仪测量环境土壤中钍的质量含量,换算成²³²Th的放射性浓度,经与高纯锗γ谱仪测量计算得到的²³²Th的放射性浓度比较,相对偏差为6.12%～29.46%,配对t检验表明两组数据结果一致。同时考察了该方法的精密度和准确度均较好。证明可采用荧光谱仪这种简便快速的方法分析环境土壤中²³²Th的放射性浓度。     

FPGA便携式多道γ谱仪的研制

为适应多道γ谱仪向便携式方向发展的需要,引入先进的FPGA数字集成电路技术,编制模数变换器逻辑的Verilog HDL程序,替换传统多道γ谱仪中复杂繁多的分立元器件,研制了新型便携式多道γ谱仪。谱仪研发中,引入FPGA技术,取代时序复杂的分立数字器件,增强了仪器的可维护性,更具适用性。测试表明:该谱仪微分非线性2%,积分非线性0.1%,可用于长时间野外测量。     

基于FPGA和ARM的便携式γ谱仪研制

为适应γ能谱分析的发展需要,研发了新型便携式γ谱仪。该谱仪引入了FPGA技术,取代时序复杂的分立数字器件,增强了仪器的可维护性,更具适用性;开发了基于ARM的界面友好的多道采集软件,摆脱了依赖于计算机操作的限制,且仪器工作时间大于8h,因而可用于长时间野外测量。测试结果表明:该谱仪能量分辨率为6.9%,稳定性为0.3%,满足了γ谱仪的性能指标要求。     

核反恐下基于碲锌镉(CZT)探测器便携式谱仪的研制

核恐怖活动具有隐蔽性强、危害性大、涉及面广、成分复杂等特点,一旦发生就会造成严重的人员伤亡、财产损失和社会恐慌,为了防范核恐怖主义,做好核安保工作,针对重要交通关口、国际重大活动场所等核安保过程中核素识别速度较慢的问题,本文通过对核监测设施系统整体优化设计,研制先进的核电子学模块,自主设计竞争加权算法,并应用于智能核素...     

HI－13串列加速器升级工程在线同位素分离器高质量分辨谱仪物理设计

HI－13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散，有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明：当束流高斯分布宽度为0.06mm和10mrad时，谱仪的质量分辨率达到了33400；若考虑加速段引入的0.002%能散，谱仪最终的质量分辨率为20000。     

轻便X荧光仪上应用特/散法的探讨

本文针对轻便X射线荧光仪,探讨了特/散法的校正机理,并主要结合地质粉末样品测量,讨论了方法的应用条件及有关影响因素。