EDXRF分析中光源与元素定量分析精度关系研究

摘要

EDXRF（Energy Dispersive X-Ray Fluorescence,能量色散X射线荧光光谱）分析技术作为一种化学分析方法被广泛的应用于地质勘测，重金属元素分析和工业无损组分分析等行业中。近年来，随着计算机、光电子检测和信息处理等技术等飞速发展， EDXRF分析手段也逐渐朝着痕量分析的方向不断发展，应用范围不断扩大。为了提高EDXRF检测系统的检出精度，高效的检测目标元素，必须尽量降低系统中X射线光源及其荧光射线的影响因素，从而提高系统信噪比，增加荧光射线的被探测几率，实现对系统的性能优化。（文中的 EDXRF系统为本实验室设计实现的 CUST-1型 EDXRF光谱分析仪）
　　本文主要分析研究EDXRF光源（非特指X射线管，而是泛指系统中与X射线及其荧光相关的系统光源结构总和，如X射线的电学参数、X射线管靶材元素、原级X射线准直器结构、光源的结构位置等。）与系统定量分析精度之间的关系，利用仿真分析的方法，优化光源结构参数，提高现有系统的检测精度。仿真结果表明：EDXRF光谱分析系统中，X射线源靶材材料能够影响目标元素的特征X射线产出效率；源级X射线准直器能够校正X射线与物质作用的截面形貌，但同时因准直器对X射线的限制吸收，使得目标元素特征射线的强度降低，准直器结构参数与目标元素荧光强度间存在最优值；目标元素的特征射线出射截面能够影响荧光光子被探测器接收的几率。
　　利用仿真分析结果，对EDXRF系统结构进行优化，根据定量分析算法设计分析软件，重新标定后对样品进行测试对比，优化后系统检测稳定性和重复性较原系统较为准确，谱线背景噪声降低，虽然因准直器对源级X射线的吸收使得总计数率降低，但优化后系统综合性能得到提升。

目录

声明

第一章 引 言

1.1 研究背景及意义

1.2 EDXRF分析技术现状

1.3 EDXRF系统结构

1.4 论文主要研究内容

第二章 EDXRF光谱分析的原理

2.1 X射线的产生

2.2 X射线与物质的相互作用

2.3 X射线荧光及定量分析理论

2.4 本章小结

第三章 基于MC方法的X射线源结构参数的数学模型建立

3.1 蒙特卡罗方法

3.2 X射线与物质相互作用的MC模型建立

3.3 系统结构模型仿真分析

3.4 本章小结

第四章 EDXRF光源结构设计优化与谱线处理

4.1 系统结构优化设计与实现

4.2 光谱处理与软件实现

4.3 测试数据分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总 结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果