粒子誘發(fā)X射線熒光分析

ParticleInducedX-rayEmission（PIXE)DepartmentofModernPhysicsinLanzhouUniversityLanzhouUniversity主講：ZhangXiaodong3.1.引言：1.粒子誘發(fā)x射線熒光分析（PIXE）是粒子束分析的一個(gè)重要分支。2.其開創(chuàng)者是SvenA.E.Johansson等人[1]，于1970年首次開展這方面的工作，并為人們所重視，且日益廣泛的被大家采用。[1]NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearch，84（1970）P1413.1.引言：3.PIXE分析具有靈敏、快速、取樣少和無損分析等特點(diǎn)。4.該方法對(duì)大多數(shù)元素（Z≥12）是很靈敏的其相對(duì)靈敏度為PPm（即百萬分之一）量級(jí)，可檢測的元素含量的下限為10-16g。3.2.PIXE分析原理:MLK1S1/22P3/22P1/22S1/23d5/23d3/22P3/22P1/22S1/2L線系K線系特征X射線能級(jí)圖解躍遷定則:△l=±1△j=0,±13.3.PIXE分析實(shí)驗(yàn)設(shè)備:束流準(zhǔn)直器靶靶室入射束流吸收片準(zhǔn)直光欄Si(Li)探測器束流積分儀主放高壓多道分析器液氮容器加速器3.4.PIXE定量分析方法1.薄靶絕對(duì)測量特征X射線的計(jì)數(shù)阿佛加德羅常數(shù)入射粒子個(gè)數(shù)探測器對(duì)特征X射線的探測效率原子序數(shù)待測元素的重量X射線產(chǎn)生截面探測器所張的立體角3.4.PIXE定量分析方法單標(biāo)準(zhǔn)測量法 以單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來標(biāo)定其他多種元素，在應(yīng)用中是比較方便的。 引入相對(duì)靈敏度因子： 推導(dǎo)出：3.4.PIXE定量分析方法2.厚靶1,2,3……..ix粒子束圖例：厚靶樣品示意圖3.4.PIXE定量分析方法待測元素特征X射線峰的計(jì)數(shù)Nx為：為待測元素的相對(duì)含量為待測樣品的密度為樣品對(duì)X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)為樣品對(duì)X射線吸收系數(shù)3.4.PIXE定量分析方法3.加過濾片防止由靶體產(chǎn)生的X射線使探測器飽和

阻止出射電子和被散射粒子打到Si(Li)窗上消除硅基體X射線本底，提高探測微量元素的靈敏度3.5.PIXE分析的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)元素的鑒定一般在z≥12;能夠分析含量少濃度低的元素；一次測量可探知多種元素；靈敏度隨原子序數(shù)平滑變化；非破壞性快速分析，且可以定量和絕對(duì)定標(biāo)；可采用微束。3.5.PIXE分析的特點(diǎn)及應(yīng)用2.應(yīng)用環(huán)境污染的監(jiān)測；生物和醫(yī)學(xué)樣品的分析；考古研究；超重元素的探測；空氣監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測土壤監(jiān)測組織切片頭發(fā)樣品血液樣品等質(zhì)子微束及質(zhì)子顯微鏡。PIXE定量分析獲取的譜圖實(shí)例圖上的橫坐標(biāo)時(shí)能量（keV）；縱坐標(biāo)為計(jì)數(shù)（個(gè)）。Si(Li)探測器介紹返回HV--LV--Output--TestTemperatureProtect前置放大Si(Li)晶體金屬Be窗(μm量級(jí))制靶：制靶方法：灰化法；硝化法；蒸發(fā)干燥法；化學(xué)提取法等?；一ǎ褐饕槍?duì)有機(jī)樣品，如頭發(fā)、食品、生物切片等，主要測量該樣品種的比鈣重的元素。洗凈樣品、干燥、稱重，在600度灰化2-4小時(shí)，或低溫灰化24小時(shí)，灰化后用硝酸溶解，滴在靶襯底Mylar膜上。硝化法：主