Способ рентгенорадиометрического анализа Советский патент 1977 года по МПК G01N23/223 

(54) СПОСОБ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Изобрете1ше относится к области флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа и может быть испльзовано при многоэлементном анализе руд и продуктов их переработки.

Известно использование уравнений связи для многоэлементного анализа, которое предполагает измерение- интенсивностей флуоресцентного излучения элементов смеси в эталонах и образцах.

Недостатком указанного способа является сложность его реализации, заключающаяся в необходимости подготовки сложных эталонов и в использовании ЭВМ.

Известен способ рентгенорадиометрического анализа с использованием элемента сравнения (способ внутреннего стандарта), заключающийся в том, что производят возбуждение флуоресцентного излучения содержащихся в пробе элементов, измеряют интенсивности флуоресцентного излучения анализируемых и вспомогательного (стандартного) элементов и по измеренным значениям определяют содержание анализируемых элементов в пробе.

Согласно известному способу, в исследуемую пробу добавляют вспомогательный элемент сравнения, не содержащийся в ней. Затем концентрация определяемого элемента находится по отношению

интенсивностей характеристического излучения определяемого элемента и элемента сравне1шя. Практически определение концентрации в способе внутреннего стандарта производят по аналитическим графикам, которые строят по стандартам с известным содержанием определяемого элемента при постоянной концентрации в них элементов сравнения.

Основные недостатки метода внутреннего стандарта, ограничивающие возможность его широкого использования, особенно в случае проведения массового анализа в производственных условиях, заключаются в следующем.

Элемент сравнеш1я должен находится в такой физической форме, которая позволяет провести его точное дозирование в исследуемую пробу и равномерное распределение по всему ее объекту. Это приводит к существенному усложнению подготовки пробы к анализу, что увеличивает время анализа.

Цель изобретения - повысить экспресспости анализа за счет упрощения процесса подготовки пробы к анализу.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве вспомогательпого используют элемент, ввоГЩМЫЙ в пробу или соцсржаиип 1ся в iioii, энергия L-серии которого близка к энергаям К-серий анализируемых элементов, а толщииу прюбы выбирают .такой, что.она является тоиким слоем для излучения К-серии вспомогательиого элемента и иасыщенным слоем для излувиий L-серии вспомогательного и К-серий анализируемы}с элементов. Вспомогательный элемент может содержаться в пробе в неизвестном количестве и даже быть одним из определяемых элементов. Наличие в пробе вспомогательного элемента позволяет свести к лшнимуму затраты времени и средств на подготовку проб. Достаточно обеспечить постоянство их поверхностной плотности.,Если же вспомогательньш элемент не содержится в анализируемых пробах, то его, в отличие от метода внутреннего стандарта, можно вводить в произвольных количествах, что также существенно облегчает процедуру пробоподготовки. Физическая сущность изобретения заключается в следующем. Представим пробу состоящей из трех компонентов: определяемого элемента с концентрацией Cjj, вспомогательного элемента с концентрацией C{j и наполнителя с концентрацией С . Тогда интенсивности характеристического излучения определяемого элемента и линий К-L-серий вспомогательного элемента можно представить в виде: ,+ос С, ,,.- с е С г «-i.1 СцТОС,, (.у t-QCi., Ujj где К , К, , К,, , - постояшшхе коэффициенты; f ё(п( jU -массовь й коэффициент поглощения излучения с энергией возбуждающего L -серию вспомогательного элемента и аналитическую линию определяемого элемента, элементом с индексом ; JU -массовый коэффициент поглощения характеристического излучения с энергией EJ , элементом с индексом ; ({,у -углы падения первичного и отбора вторичного излучения; р d - поверхностная плотность. Уравнения (1) и (3) написаны для насыщенного слоя, уравнения (2) - для топкого слоя. Из этих уравнений, можно выразить С че. рез l-(.bO где хЬ bL If BMVI l,l При этом предаолагается , что в наполнителе отсутствутет элементы, скачки коэффициентов поглощения которых-расположены между энергиями Е , Е j( и E{jj. Если анализируемые пробы имеют постоянную поверхностную плотность, то уравнение (4) можно представить в виде -(1,(.„) / i-D-Лх где А, В и Д - постоянные коэффициенты. В случае близости энергий Ejj и EL, , что можно достичь соответствующим выбором вспомогательного элемента, коэффициенты В и Д близки к нулю, и в этом случае Cv-A-J-- (45) Как видно из выражения (46), в предлагаемом способе не требуется знать концентрацию вспомогательного элемента (если он входит в число определяемых злементов, то его концентрацию находят по интенсивности линии его К-серии, для которой анализируемая проба является тонкой). Достаточно на пробах с известным содержанием определяемого элемента измерить постоянный коэффициент А и затем по отношению П) контролировать изменение абсорбционных свойств анализируемых проб. Предлагаемый способ экспериментально проверен на образцах свинцово-цинковых руд. При определении содержания цинка влияние переменного количество железа, являющегося основным мешающим элементом для того класса руд, уштьшалось по отношению интенсивностеи К -/J линий свинца. Толщина пробы выбиралась такой, что К, J линия свинца регистрировалась в условиях тонкого слоя, а |j „ - в условиях насыщенного слоя, при этом поверхнос/ная плотность проб составляла 50 мг/см. К j -линия свинца возбужКс г далась источником Со -линия свинца и Кд -линия цинка - источником СЬ. Излучение регистрировалось при помощи германиевого полупроводникового детектора с энергетическим разрешением порядка 450 аВ на линии 14 кэВ. На фиг, 1 показаны графики по интенсивности KOI;-линии цинка; на фиг. 2 - то же, с введением поправки на oTHomesaie К -линии кЬ -лщши свинца, содержащегося в анализируемых пробах в ко;шчестве 2-5 %. Результаты эксперимента иллюстрируются графиками, где а -- градуировочные графики для п)об, ис содержащих железа (отмечено точками), б - графики для проб с 20 % железа (отмечено крестями). Пре;игагасм,1й способ рентгенорадаомстрического анализа позволяет усгранить влияние изменеНИИ содержания железа на результаты определе.тя концентрации цинка в полиметаллических рудах при изменении содержания железа от О до 20 %.

Формула изобретения

Способ рентгенорадиометрического анализа, заключающийся в том, что производят возбуждение флуоресцентного излучения содержащихся в пробе элементов, измеряют интенсивности флуоресцентного излучения анализируемых и вспомогательного

& (Ц

::f

I

«о концентра цинка, %

элементов и по измеренным значениям определяют содержание анализируемых элементов в пробе, о тличающийся тем, что, с целью повьпдения экспрессности анализа, в качестве вспомогательного используют элемент, вводимый в пробу или содержащийся в ней, энергия L-серии которого близка к энергиям К-серий анализируемых элемен тов, толщину пробы выбирают такой, что она является тонким слоем для излучения К-серии вспомогательного элемента и насыщенным слоем для излучения L-серин вспомогательного и К-серий анализируемых элементов. 5 Фие1