Trong nghiên cứu này, thuật toán Claisse – Quintin (C – Q) được ứng dụng để hiệu chỉnh hiệu ứng matrix trong phân tích huỳnh quang tia X cho các mẫu gồm ba thành phần Cr-Fe-Ni. Hệ phổ kế huỳnh quang tia X được sử dụng bao gồm đầu dò bán dẫn Si(Li), tiền khuếch đại ITRP, bộ phân tích đa kênh kĩ thuật số DSA-LX và nguồn đồng vị phóng xạ 241Am. Các mẫu tham khảo được chuẩn bị ở dạng bột với kích thước và mật độ khối lượng giống nhau, nhưng có sự thay đổi hàm lượng của các nguyên tố Cr, Fe và Ni trong mẫu. Các hệ số ảnh hưởng do hiệu ứng hấp thụ và tăng cường giữa những nguyên tố này được tính toán dựa trên thuật toán C – Q. Từ đó, hàm lượng của các nguyên tố Cr, Fe và Ni trong bốn mẫu khác nhau được xác định. Kết quả đạt được cho thấy có sự phù hợp tốt giữa hàm lượng đo được và giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn nhất là 3,0%; 3,8%; 0,9% lần lượt cho các nguyên tố Cr, Fe, Ni. Bên cạnh đó, một sự khác biệt đáng kể được quan sát thấy giữa kết quả phân tích bằng phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính (không hiệu chỉnh hiệu ứng matrix) và giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn nhất là 11,4%; 31,7%; 8,3% lần lượt cho các nguyên tố Cr, Fe, Ni.
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION JOURNAL OF SCIENCE Tập 17, Số (2020): 1030-1041 ISSN: 1859-3100 Vol 17, No (2020): 1030-1041 Website: http://journal.hcmue.edu.vn Bài báo nghiên cứu * HIỆU CHỈNH HIỆU ỨNG MATRIX TRONG PHÂN TÍCH HUỲNH QUANG TIA X CHO MẪU Cr-Fe-Ni BẰNG THUẬT TOÁN CLAISSE-QUINTIN Nguyễn Thị Trúc Linh1*, Nguyễn Duy Hân2, Lê Thị Ngọc Trang1 Phịng Thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM, Việt Nam Khoa Vật lý & Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM, Việt Nam * Tác giả liên hệ: Nguyễn Thị Trúc Linh – Email: nttlinh@hcmus.edu.vn Ngày nhận bài: 24-02-2020; ngày nhận sửa: 26-5-2020, ngày chấp nhận đăng: 12-6-2020 TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, thuật toán Claisse – Quintin (C – Q) ứng dụng để hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích huỳnh quang tia X cho mẫu gồm ba thành phần Cr-Fe-Ni Hệ phổ kế huỳnh quang tia X sử dụng bao gồm đầu dò bán dẫn Si(Li), tiền khuếch đại ITRP, phân tích đa kênh kĩ thuật số DSA-LX nguồn đồng vị phóng xạ 241Am Các mẫu tham khảo chuẩn bị dạng bột với kích thước mật độ khối lượng giống nhau, có thay đổi hàm lượng nguyên tố Cr, Fe Ni mẫu Các hệ số ảnh hưởng hiệu ứng hấp thụ tăng cường nguyên tố tính tốn dựa thuật tốn C – Q Từ đó, hàm lượng nguyên tố Cr, Fe Ni bốn mẫu khác xác định Kết đạt cho thấy có phù hợp tốt hàm lượng đo giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn 3,0%; 3,8%; 0,9% cho nguyên tố Cr, Fe, Ni Bên cạnh đó, khác biệt đáng kể quan sát thấy kết phân tích phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính (khơng hiệu chỉnh hiệu ứng matrix) giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn 11,4%; 31,7%; 8,3% cho nguyên tố Cr, Fe, Ni Kết việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cần thiết phân tích XRF thuật tốn C – Q ứng dụng để phân tích xác cho trường hợp mẫu gồm ba thành phần Cr-Fe-Ni Từ khóa: Claisse – Quintin; hiệu ứng matrix; huỳnh quang tia X Giới thiệu Huỳnh quang tia X (X-ray Fluorescence – XRF) phương pháp phân tích định lượng hàm lượng nguyên tố mẫu chưa biết Với ưu điểm không phá hủy mẫu khả phân tích nhanh, phương pháp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, môi trường, địa chất, khoa học vật liệu pháp y (Beckhoff, 2006) Tuy nhiên, vấn đề gọi hiệu ứng matrix phát sinh phân tích XRF cho mẫu đa nguyên tố, nguyên tố làm suy giảm (hấp thụ) tăng cường cường độ tia X huỳnh quang nguyên tố khác Do đó, Cite this article as: Nguyen Thi Truc Linh, Nguyen Duy Han, & Le Thi Ngoc Trang (2020) Correction for matrix effects in X-ray fluorescence analysis for Cr-Fe-Ni samples using Claisse-Quintin algorithm Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 17(6), 1030-1041 1030 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phép phân tích XRF cần thiết để đạt kết xác Năng lượng tia X Kα nguyên tố Cr (5,41 keV), Fe (6,40 keV) Ni (7,48 keV) xấp xỉ nhau, điều dẫn đến ảnh hưởng hiệu ứng hấp thụ tăng cường nguyên tố thể rõ rệt Ví dụ, kết nghiên cứu Gillam Heal (1952) cho thấy ảnh hưởng đáng kể nguyên tố Cr lên cường độ tia X Kα nguyên tố Fe nguyên tố Ni lên cường độ tia X Kα nguyên tố Cr phân tích mẫu hợp kim Cr-Fe-Ni Xét khía cạnh học thuật, mẫu gồm ba thành phần Cr-FeNi trường hợp điển hình để khảo sát ảnh hưởng hiệu ứng matrix phân tích XRF Bên cạnh đó, ngun tố Cr, Fe Ni thành phần quan trọng thép không gỉ Trong ngành công nghiệp thép, hàm lượng nguyên tố Cr Ni mẫu thép sở để phân loại thép không gỉ (austenitic, ferritic, duplex, martensitic) Do đó, việc nghiên cứu phương pháp hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF cho mẫu gồm ba thành phần Cr-Fe-Ni thu hút quan tâm nhiều nhà nghiên cứu giới (Jongh, 1973; Rasberry, & Heinrich, 1974; Tertian, 1976; Lachance, 1993) Ở Việt Nam nay, có cơng bố khoa học việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF Huynh cộng (2015) hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu hai thành phần Fe-Cr thuật toán Claisse – Quintin Tuy nhiên, theo hiểu biết nhóm tác giả, chưa có nghiên cứu nước thực việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu ba thành phần Trong nghiên cứu này, thực việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF cho mẫu ba thành phần Cr-Fe-Ni thuật tốn Claisse – Quintin Về ngun lí, thuật tốn Claisse – Quintin xem hệ số ảnh hưởng không số (như thuật toán Lachance – Traill) mà chúng biến đổi theo hàm lượng nguyên tố matrix Do đó, thuật tốn phù hợp ứng dụng để phân tích cho mẫu mà hàm lượng nguyên tố biến thiên khoảng rộng Tính hiệu thuật toán đánh giá cách so sánh kết phân tích với giá trị tham khảo hàm lượng nguyên tố mẫu Phương pháp tính tốn 2.1 Thuật tốn Claisse – Quintin Trong thuật toán C – Q (Claisse, & Quintin, 1967), mối liên hệ hàm lượng nguyên tố i (Ci) cường độ tương đối nguyên tố i xác định theo phương trình sau: Ci = R i 1+Σ ( a ij +a ijjCM ) C j +∑ j ∑ k>j a ijk C jCk (1) đó: Cj Ck hàm lượng nguyên tố matrix; CM tổng hàm lượng matrix; aij, aijj aijk hệ số ảnh hưởng matrix nguyên tố i; Ri cường độ tương đối nguyên tố i xác định phương trình: 1031 Tập 17, Số (2020): 1030-1041 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Ri = Ii Ii(*) (2) với Ii Ii(*) cường độ tia X đặc trưng nguyên tố i mẫu phân tích mẫu tinh khiết Trong trường hợp khơng có mẫu tinh khiết, cường độ tương đối nguyên tố i xác định dựa vào mẫu so sánh với hàm lượng biết: I R i = i w i,st (3) Ii,st đó, Ii,st wi,st cường độ hàm lượng nguyên tố i mẫu so sánh Hệ số aij aijj xác định từ mẫu so sánh hai thành phần i j Khi đó, phương trình (1) trở thành: Ci = R i [1+C j (a ij +a ijj CM ) ] = R i [ 1+C j (a ij +a ijj C j )] (4) Phương trình (4) viết lại thành: Ci -1=a ij C j +a ijj C j2 Ri Các hệ số ảnh hưởng aij aijj xác định cách làm khớp giá trị (5) Ci -1 theo Ri hàm lượng Cj dựa phương trình (5) Hệ số aijk phương trình (1) xác định từ mẫu so sánh ba thành phần biết trước hàm lượng nguyên tố Ci, Cj, Ck Ci =R i 1+ ( a ij +a ijjCM ) C j + ( a ik +a ikk CM ) Ck + a ijk C jCk +a ikk Ck Ck (6) Với hệ số hiệu chỉnh aij, aijj aijk tính từ mẫu so sánh, hàm lượng Ci, Cj Ck mẫu phân tích tính theo phương trình sau: (n) (n) (n) (n) (n) (n) (n) Ci(n+1) =R i 1+ ( a ij +a ijjC(n) M ) C j + ( a ik +a ikk C M ) C k + a ijk C j C k +a ikk C k C k (7) (n+1) (n) (n+1) (n) (n) C(n+1) =R j 1+ ( a ji +a jii C(n) + ( a jk +a jkk C(n) Ck +a jkk C(n) j M ) Ci M ) C k + a ji k C i k Ck (8) (n+1) (n+1) C(n+1) =R k 1+ ( a kj +a kjjC(n) + ( a ki +a kii C(n) + a kji C(n+1) Ci(n+1) +a kii Ci(n+1) Ci(n+1) k M ) Cj M ) Ci j (9) Sai số tuyệt đối hàm lượng nguyên tố i, j, k mẫu phân tích tính toán dựa phương pháp truyền sai số từ phương trình (7), (8), (9) Quy trình hiệu chỉnh hiệu ứng matrix mẫu gồm ba thành phần sở áp dụng thuật tốn C – Q mơ tả sau: Bước Đo cường độ tia X đặc trưng nguyên tố mẫu phân tích mẫu chuẩn hay mẫu so sánh Bước Tính cường độ tương đối nguyên tố thành phần theo phương trình (2) (3) 1032 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Bước Tính hệ số aijvà aijj theo phương trình (5) dựa vào liệu thu từ mẫu so sánh hai thành phần Bước Xác định hệ số aijk theo phương trình (6) dựa vào liệu thu từ mẫu so sánh ba thành phần Bước Tính hàm lượng Ci nguyên tố i sai số tương ứng mẫu phân tích theo phương trình (7) với giá trị hàm lượng nguyên tố j k khởi tạo Rj Rk Bước Tính hàm lượng Cj nguyên tố j sai số tương ứng mẫu phân tích theo phương trình (8) với giá trị hàm lượng nguyên tố k khởi tạo Rk Bước Tính hàm lượng Ck nguyên tố k sai số tương ứng mẫu phân tích theo phương trình (9) Bước Lặp lại bước 5, nhiều lần đến giá trị giá trị hàm lượng nguyên tố hội tụ 2.2 Phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính Mối liên hệ cường độ tia X đặc trưng hàm lượng nguyên tố i thể phương trình Sherman sau (Sherman, 1955): μ ( E ) μ ( Ei ) 1-exp -ρT + sinψ sinψ Ii ( E i ) =Qif G I0 Ci μ ( E ) μ ( Ei ) + sinψ1 sinψ Với Qif = (10) η ( Ei ) η ( E i ) rk -1 τ ki ωki f ≈ τ ki ωki f , G = ∫∫∫ dsdΩ1dΩ , η ( E i ) hiệu sinψ1 4π 4π rk suất ghi đầu dò lượng Ei; τ ki hệ số hấp thụ khối quang điện nguyên tố i ứng với lớp K; ωki hiệu suất phát huỳnh quang từ lớp K nguyên tố i; f tỉ lệ cường độ vạch tồn lớp phân tích; wi hàm lượng nguyên tố i; ρ mật độ khối lượng mẫu; μ ( E ) μ ( E i ) hệ số suy giảm khối ứng với lượng E0 Ei; ψ1, ψ2 góc tới tia X sơ cấp góc ló tia X thứ cấp Xét trường hợp mẫu dày vô hạn nguồn kích thích đơn sử dụng, phương trình (10) biến đổi thành: Ci (11) Ii ( E i ) =K μ ( E ) μ ( Ei ) + sinψ1 sinψ Với K=G I0 Qif Phương trình (11) cho thấy rằng, trường hợp mẫu so sánh có thành phần tương tự cường độ tia X huỳnh quang nguyên tố i thu từ mẫu có mối liên hệ tuyến tính với hàm lượng nguyên tố i Dựa sở lí thuyết này, phương pháp gọi chuẩn ngoại tuyến tính đề xuất để xác định hàm lượng nguyên tố i 1033 Tập 17, Số (2020): 1030-1041 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Trong phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính, mẫu so sánh có thành phần matrix tương tự với mẫu phân tích sử dụng để xây dựng đường chuẩn tuyến tính cường độ tia X huỳnh quang hàm lượng nguyên tố quan tâm Ii =a+b*Ci (12) Hàm lượng nguyên tố Ci mẫu phân tích tính dựa vào phương trình đường chuẩn (12) với cường độ tia X đặc trưng Ii thu từ thực nghiệm Sai số tuyệt đối hàm lượng nguyên tố i mẫu phân tích tính phương pháp truyền sai số từ phương trình (12) Thực nghiệm 3.1 Chuẩn bị mẫu Các mẫu sử dụng nghiên cứu chuẩn bị từ hóa chất Fe2O3, Cr2O3 Ni2O3 dạng bột với độ tinh khiết 99% Các hóa chất pha trộn với tỉ lệ khác để tạo thành mẫu so sánh đơn chất (CR, FE, NI), 21 mẫu so sánh hai thành phần (CF, FN, CN), mẫu so sánh ba thành phần (FCN) mẫu phân tích (PT) Thơng tin hàm lượng nguyên tố Cr, Fe, Ni O mẫu so sánh mẫu phân tích trình bày Bảng Các mẫu chuẩn bị theo quy trình sau: loại hóa chất lọc qua rây mẫu có kích thước mắt lỗ 45 µm để chuẩn hóa kích thước hạt, sau chúng sấy đèn hồng ngoại hai Hóa chất sau sấy khơ cân cân phân tích với độ xác 0,0001g pha trộn theo tỉ lệ trình bày bảng Sau pha trộn, khối lượng mẫu cân 10,5 g nén vào đĩa chứa mẫu với bề dày 2,3 mm đường kính 50 mm cho mẫu tạo đồng khối lượng kích thước Mật độ khối lượng mẫu xấp xỉ 2,33 g/cm3 Hình cho thấy hình ảnh thực tế mẫu đo dùng nghiên cứu Bảng Hàm lượng nguyên tố Cr, Fe, Ni O mẫu so sánh mẫu phân tích Kí hiệu mẫu CR FE NI CF1 CF2 CF3 CF4 CF5 CF6 CF7 FN1 FN2 FN3 Cr 0,6711 0,3911 0,2933 0,3421 0,4381 0,5864 0,0979 0,1956 - Hàm lượng (g/g) Fe Ni 0,7000 0,7108 0,2999 0,3999 0,3500 0,2518 0,1001 0,5998 0,4999 0,3000 0,4062 0,4000 0,3047 0,3500 0,3554 1034 O 0,3289 0,3000 0,2892 0,3090 0,3068 0,3079 0,3101 0,3135 0,3023 0,3045 0,2938 0,2953 0,2946 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM FN4 FN5 FN6 FN7 CN1 CN2 CN3 CN4 CN5 CN6 CN7 CFN1 CFN2 CFN3 CFN4 PT1 PT2 PT3 PT4 0,3999 0,3500 0,2500 0,2999 0,0978 0,4997 0,5757 0,3241 0,2028 0,3040 0,1521 0,1823 0,2027 0,3546 0,1602 0,2500 0,1001 0,5988 0,5000 0,2000 0,2502 0,1999 0,3000 0,2000 0,1999 0,1999 0,1917 0,4569 0,6092 0,1028 0,2031 0,2954 0,3472 0,4512 0,3992 0,6092 0,1917 0,1127 0,1754 0,2489 0,1961 0,2503 0,3208 0,3000 0,1442 0,3519 0,2931 0,2907 0,2984 0,2969 0,3047 0,3028 0,2988 0,3009 0,2930 0,3086 0,3116 0,3005 0,2981 0,3000 0,2976 0,2969 0,2974 0,3013 0,2962 Hình Mẫu đo sử dụng nghiên cứu 3.2 Hệ phổ kế huỳnh quang tia X Hình biểu diễn sơ đồ bố trí thí nghiệm hệ phổ kế huỳnh quang tia X sử dụng nghiên cứu Bộ nguồn đồng vị phóng xạ 241Am (do hãng Eckert Ziegler cung cấp) sử dụng để phát tia gamma tới kích thích nguyên tử bên mẫu đo Bộ nguồn gồm có nguồn điểm, với tổng hoạt độ 50 mCi, đặt cách góc 120o vịng trịn bán kính 12 mm Một ống chuẩn trực chì, có chiều dài 50 mm đường kính lỗ mm, đặt nguồn phóng xạ đầu dị để hấp thụ tia gamma phát từ nguồn trực tiếp đến đầu dị Mẫu đo đặt vng góc với trục đối xứng ống chuẩn trực nằm cách nguồn phóng xạ 15 mm Đầu dị bán 1035 Tập 17, Số (2020): 1030-1041 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM dẫn Si(Li) loại SL80180 (do hãng Canberra cung cấp) sử dụng để ghi nhận phổ tia X huỳnh quang phát từ mẫu đo Đầu dị kết nối với phân tích kĩ thuật số DSA-LX, thiết bị có chức cung cấp điện áp cao cho đầu dò, khuếch đại tín hiệu phân tích đa kênh Phổ gamma thu nhận phần mềm Genie-2k phiên 3.3 Việc xử lí liệu thực phần mềm WinAxil (do hãng Canberra cung cấp) để thu diện tích đỉnh quan tâm phổ đo mẫu Lưu ý rằng, diện tích đỉnh tỉ lệ với cường độ tia X huỳnh quang tương ứng phát từ mẫu đến đầu dò Thời gian thực phép đo mẫu điều chỉnh để đạt diện tích đỉnh quan tâm tối thiểu 105 số đếm Thời gian chết cho tất phép đo nhỏ 0,5% Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích huỳnh quang tia X Kết thảo luận Hình biểu diễn phổ đo XRF cho mẫu phân tích PT2 Qua đó, ta quan sát thấy đỉnh phổ tương ứng với tia X Kα Kβ nguyên tố Cr, Fe, Ni Tuy nhiên, đỉnh phổ tương ứng với tia X đặc trưng nguyên tố O không quan sát thấy tất phổ đo được, mặc nguyên tố O diện mẫu với hàm lượng từ 29% – 33% (theo Bảng 1) Điều cho thấy hệ đo phát nguyên tố O hạn chế chung hầu hết hệ phổ kế XRF Như vậy, vấn đề khó khăn hệ số ảnh hưởng nguyên tố O lên nguyên tố khác mẫu tính tốn Trong nghiên cứu này, chúng tơi bỏ qua ảnh hưởng nguyên tố O xem xét đến hiệu ứng matrix gây nguyên tố Cr, Fe, Ni mẫu 1036 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 20000 Ni-Kα Sè ®Õm 15000 Cr-Kα Fe-K α 10000 Fe-Kβ Cr-Kβ Ni-Kβ 5000 0 10 Năng lượng (keV) Hỡnh Phổ đo XRF cho mẫu PT2 Bằng cách thực bước mô tả mục phương pháp tính tốn, hệ số ảnh hưởng aij, aijj, aijk xác định trình bày Hình Bảng 2; hệ số đường chuẩn phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính trình bày Bảng y = -2.6197x2 + 7.5107x - 0.1422 R² = 0.9995 3.0 0.00 2.0 CCr/RCr-1 CFe/RFe-1 4.0 1.0 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 CNi/RNi-1 CFe/RFe-1 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.0 0.2 0.4 0.6 CNi CFe y = -2.8732x2 + 6.4448x - 0.1715 R² = 0.9953 2.0 1.0 0.0 0.2 0.4 CFe 1037 0.6 y = -0.9153x2 - 0.0054x 0.0113 R² = 0.9981 -0.30 0.0 0.8 0.4 -0.20 3.0 y = -1.159x2 + 0.0907x + 0.9688 R² = 0.9958 0.2 -0.10 -0.40 CCr 1.00 0.0 0.6 Tập 17, Số (2020): 1030-1041 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM 0.2 0.4 0.6 2.5 0.8 y = -0.3498x2 - 0.2371x + 0.0498 R² = 0.999 0.00 -0.10 -0.20 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.30 y = -0.7624x2 + 3.8431x 0.0515 R² = 0.9996 2.0 CNi/RNi-1 CCr/RCr-1 0.10 0.0 0.0 CNi 0.2 0.4 0.6 CCr Hình Đồ thị xác định hệ số ảnh hưởng aij, aijj aijk Bảng Các hệ số hiệu chỉnh aij, aijj, aijk phương pháp C–Q Hệ số aFeCr aFeCrCr aFeNi aFeNiNi aCrFe aCrFeFe aFeCrNi aNiCrFe Giá trị Hệ số aCrNi aCrNiNi aNiFe aNiFeFe aNiCr aNiCrCr aCrFeNi 7,5107 ± 0,2580 -2,6197 ± 0,3702 0,0907 ± 0,1030 -1,1590 ± 0,1419 -0,0054 ± 0,0627 -0,9153 ± 0,0861 -3,3992 ± 1,1187 0,6487 ± 1,0466 Giá trị -0,2371 ± 0,0337 -0,3498 ± 0,0460 6,4448 ± 0,6587 -2,8732 ± 0,9068 3,8431 ± 0,1518 -0,7624 ± 0,2165 2,1205 ± 1,6285 Bảng Các hệ số đường chuẩn hàm lượng phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính Nguyên tố Fe Cr Ni Hệ số a Hệ số b -1,7664 ± 0,1002 13,9727 ± 0,4154 0,3087 ± 0, 0168 5,4241 ± 0,0658 -0,2699 ± 0,1597 9,3939 ± 0,7254 Hàm lượng nguyên tố Fe, Cr Ni sai số tương ứng tính tốn phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính hiệu chỉnh matrix dựa thuật toán C – Q trình bày Bảng 4, Bảng Bảng Kết đạt cho thấy có phù hợp tốt hàm lượng tính thuật tốn C – Q giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn 3,0%; 3,8%; 0,9% cho nguyên tố Cr, Fe, Ni Bên cạnh đó, khác biệt đáng kể quan sát thấy kết phân tích phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính (khơng hiệu chỉnh hiệu ứng matrix) giá trị tham khảo với độ sai biệt tương đối lớn 11,4%; 31,7%; 8,3% cho nguyên tố Cr, Fe, Ni Kết việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cần thiết phân tích XRF; thuật tốn C – Q ứng dụng để phân tích xác cho trường hợp mẫu gồm ba thành phần Cr-Fe-Ni diện nguyên tố O không gây ảnh hưởng đáng kể lên kết phân tích 1038 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Bảng So sánh kết phân tích hàm lượng nguyên tố Fe tính từ phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính, hiệu chỉnh matrix thuật toán C-Q với giá trị tham khảo Phương pháp chuẩn ngoại Thuật toán C-Q Giá trị tham khảo (g/g) Mẫu Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) PT1 0,2388 ± 0,0147 19,4 0,1924 ± 0,0199 3,8 0,20000 ± 0,00150 PT2 0,2312 ± 0,0145 15,6 0,1944 ± 0,0205 2,8 0,19995 ± 0,00150 PT3 0,1942 ± 0,0131 2,9 0,1993 ± 0,0191 0,3 0,19994 ± 0,00150 PT4 0,2525 ± 0,0150 31,7 0,1897 ± 0,0189 1,0 0,19168 ± 0,00144 Bảng So sánh kết phân tích hàm lượng nguyên tố Cr tính từ phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính, hiệu chỉnh matrix thuật tốn C-Q với giá trị tham khảo Phương pháp chuẩn ngoại Thuật toán C-Q Giá trị tham khảo (g/g) Mẫu Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) PT1 0,1763 ± 0,0052 3,3 0,1857 ± 0,0214 1,8 0,1823 ± 0,0014 PT2 0,1973 ± 0,0056 2,7 0,2050 ± 0,0221 1,1 0,2027 ± 0,0015 PT3 0,3578 ± 0,0071 0,9 0,3562 ± 0,0200 0,4 0,3546 ± 0,0027 PT4 0,1420 ± 0,0045 11,4 0,1554 ± 0,0198 3,0 0,1602 ± 0,012 Bảng So sánh kết phân tích hàm lượng nguyên tố Ni tính từ phương pháp chuẩn ngoại tuyến tính, hiệu chỉnh matrix thuật tốn C-Q với giá trị tham khảo Phương pháp chuẩn ngoại Thuật toán C-Q Giá trị tham khảo (g/g) Mẫu Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) Hàm lượng (g/g) Độ sai biệt (%) PT1 0,3389 ± 0,0437 5,7 0,3214 ± 0,0585 0,2 0,3208 ± 0,0024 PT2 0,3106 ± 0,0417 3,6 0,2991 ± 0,0554 0,3 0,3000 ± 0,0023 PT3 0,1476 ± 0,0285 2,4 0,1448 ± 0,0272 0,9 0,1442 ± 0,0011 PT4 0,3812 ± 0,0469 8,3 0,3514 ± 0,0621 0,2 0,3519 ± 0,0026 Kết luận Kết nghiên cứu việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF cần thiết để đạt kết xác Đồng thời, tính hiệu thuật tốn Claisse – Quintin cho việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu ba thành phần CrFe-Ni xác nhận Đối với mẫu khảo sát nghiên cứu, diện 1039 Tập 17, Số (2020): 1030-1041 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM nguyên tố O mẫu không gây ảnh hưởng đáng kể đến độ xác kết phân tích Tuy nhiên, cần có nghiên cứu đầy đủ để đánh giá ảnh hưởng nguyên tố nằm ngồi vùng phát lên kết phân tích Kết nghiên cứu tiền đề để phát triển kĩ thuật phân tích XRF cho việc kiểm định chất lượng mẫu thép không gỉ Tuyên bố quyền lợi: Các tác giả xác nhận hoàn toàn khơng có xung đột quyền lợi Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh khn khổ Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường mã số T2018-32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Beckhoff, B., Kanngieβer, B., Langhoff, N., Wedell, R., & Wolff, H (2006) Handbook of Practical X – Ray Fluorescence Analysis Germany: Springer-Verlag Claisse, F., & Quintin, M (1967) Generalization of the Lachance–Traill method for the correction of the matrix effect in X-ray fluorescence analysis Can J Spectrosc., 12, 129-134 Gillam, E., & Heal, H T (1952) Some problems in the analysis of steels by X-ray fluorescence Bri J Appl Phys., 3, 353-358 Jongh, W K (1973) X-ray fluorescence analysis applying theoretical matrix correction Stainless steel X-ray Spectrom, 2, 151-158 Lachance, G R (1993) Correction procedure using influence coefficients in X-ray fluorescence spectrometry Spectrochim Acta, 48, 343-357 Huynh, T P., Luu, D H O., Huynh, T T H., & Le, L M (2015) Correction of matrix effects in XRF with the sample of two elements of Fe-Cr Science & Technology Development, 18, 5-9 Rasberry, S D., & Heinrich, K F J (1974) Calibration for interelement effects in X-ray fluorescence analysis Anal Chem., 46, 81-89 Sherman, J (1955) The theoretical derivation of fluorescent X-ray intensities from mixtures Spectrochim Acta, 7, 283-306 Tertian, R (1976) An accurate coefficient method for X-ray fluorescence analysis Adv X-ray Anal., 19, 85-111 1040 Nguyễn Thị Trúc Linh tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM CORRECTION FOR MATRIX EFFECTS IN X-RAY FLUORESCENCE ANALYSIS FOR Cr-Fe-Ni SAMPLES USING CLAISSE-QUINTIN ALGORITHM Nguyen Thi Truc Linh1*, Nguyen Duy Han2, Le Thi Ngoc Trang1 Nuclear Technique Laboratory, University of Science, VNU-HCM, Vietnam Faculty of Physics and Engineering Physics, University of Science, VNU-HCM, Vietnam * Corresponding author: Nguyen Thi Truc Linh – Email: nttlinh@hcmus.edu.vn Received: February 24, 2020; Revised: May 26, 2020; Accepted: June 12, 2020 ABSTRACT In this study, the Claisse – Quintin (C – Q) algorithm was applied to correct the matrix effects in X-ray fluorescence analysis for Cr-Fe-Ni samples The X-ray fluorescence spectrometer used in this study includes a Si(Li) detector, ITRP preamplifier, DSA-LX digital multichannel analyzer, and 241Am radioisotope sources Experimental samples were prepared in a powder form with the same dimensions and density, but there was a change in the concentrations of the Cr, Fe, and Ni elements in the sample The influence coefficients due to the absorption and enhancement effects between these elements were calculated based on the C – Q algorithm Then, the concentrations of the Cr, Fe, and Ni elements in four different samples were determined The results show that there is an agreement between the measured concentrations and control values with the maximum relative deviations of 3.0%; 3.8%; and 0.9% for the Cr, Fe, and Ni elements, respectively Besides, a significant difference was observed between the results using the linear calibration method (without correcting the matrix effects) and the control values with the maximum relative deviations of 11, 4%; 31.7%; and 8.3% for the Cr, Fe, and Ni elements, respectively The results show that the correction for the matrix effects is necessary in XRF analysis, and the C - Q algorithm could be applied for accurate analysis in the case of Cr-Fe-Ni samples Keywords: Claisse – Quintin; matrix effects; X-ray fluorescence 1041 ... cứu nước thực việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu ba thành phần Trong nghiên cứu này, thực việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF cho mẫu ba thành phần Cr-Fe-Ni thuật toán Claisse – Quintin... việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF cần thiết để đạt kết x? ?c Đồng thời, tính hiệu thuật tốn Claisse – Quintin cho việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu ba thành phần CrFe-Ni x? ?c nhận... Tertian, 1976; Lachance, 1993) Ở Việt Nam nay, có cơng bố khoa học việc hiệu chỉnh hiệu ứng matrix phân tích XRF Huynh cộng (2015) hiệu chỉnh hiệu ứng matrix cho mẫu hai thành phần Fe-Cr thuật toán