Рентгенофлуоресцентный анализ минерального сырья и продуктов его переработки на принципах использования рассеянного излучения - Автореферат

САНКТ-ПЕТЕРБУГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ НА ПРИНЦИПАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАССЕЯННОГО ИЗЛУЧЕНИЯРабота выполнена на кафедре ядерной геофизики геологического факультета и на кафедре аналитической химии химического факультета Санкт-Петербургского (Ленинградского) государственного университета рентгенофлуоресцентный минеральный рассеяное излучение Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Брытов Игорь Александрович, доктор физико-математических наук, профессор Филиппов Михаил Николаевич, доктор технических наук Симаков Владимир Александрович. Защита состоится 21 октября 2010 года в 15.00 часов на заседании совета Д 212.232.37 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004 Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., дом 41-43, Большая химическая аудитория.Для исключения влияний матричного поглощения и других матричных эффектов на результаты количественных определений применяются различные способы РФА, требующие дополнительных операций введения в пробы дозированных количеств элемента сравнения или определяемого элемента (способы внутреннего стандарта и добавок), или более сложные способы, для реализации которых необходимо измерение флуоресценции всех компонентов пробы (способы фундаментальных параметров, теоретических поправок, множественной регрессии в системе эмпирических уравнений связи). Но его развитие сдерживалось отсутствием сведений о фундаментальных параметрах для расчета интенсивности рассеянного излучения (о дифференциальных коэффициентах когерентного и некогерентного рассеяния), а также не были однозначно определены принципы расчета интенсивности рассеяния (соотношение диффузного и дифракционного компонентов) в условиях РФА. Попытки преодолеть это ограничение и расширить возможности применения способа на высокие содержания привели к методикам, осложненным дополнительными измерениями и вычислениями с введением дополнительных параметров, что лишало способ стандарта-фона одного из главных достоинств - простоты измерений и вычислений. Горные породы и руды содержат практически все элементы периодической системы Д.И.Менделеева, а их содержания могут изменяться от трудно определяемых кларковых концентраций до матричных, составляющих основу объекта анализа. Созданы теоретические основы для расчетов интенсивностей рассеянного излучения в условиях рентгеноспектральных измерений, включающие банк атомных дифференциальных коэффициентов da?/D? и универсальные аппроксимирующие формулы для их расчета как функций ? , Z и ? Показана адекватность расчетов интенсивности рассеянного излучения по формулам диффузного рассеяния с применением созданного банка коэффициентов рассеяния и аппроксимирующих формул.Основная доля этой интенсивности возникает в результате возбуждения атомов фотонами первичного спектра, но она может быть увеличена вторичным возбуждением флуоресцентными линиями других элементов (называемым также «избирательным возбуждением»), рассеянным излучением, а также фото-и оже-электронами. Вывод уравнений, учитывающих все процессы взаимодействия, базируется на формуле интенсивности флуоресценции аналитической линии определяемого элемента А, возбужденной потоком монохроматического первичного излучения, которая известна как формула Блохина-Шермана, и при измерениях в насыщенных слоях записывается: (1) где CA - определяемое массовое содержание, KA - постоянная, не зависящая от состава пробы (произведение атомных констант определяемого элемента и величин, характеризующих фиксированные условия измерений), ?m1 и ?mi - массовые коэффициенты ослабления пробой первичного и флуоресцентного излучения (с длиной волны соответственно ?1 и ?i ); ? и ? - углы падения первичного излучения на поверхность пробы и отбора вторичного спектра, соответственно. Рассеянное излучение (в отличие от флуоресцентного) не является изотропным, его интенсивность IS зависит не только от химического состава пробы, но и от ее кристаллической структуры и от геометрических условий регистрации вторичного спектра (угла рассеяния ? = ? ? , расходимости падающего на пробу и отбираемого излучения и др. факторов). Поэтому формулы для расчета интенсивности IS выводятся аналогично зависимостям интенсивности флуоресценции - через рассеяние элементарным слоем в предположении диффузного характера рассеяния (что является полностью строгим для некогерентного комптоновского рассеяния, а для когерентного только отчасти).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ