6. BỐ CỤC LUẬN VĂN
2.1. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PIXE
2.1.4 Các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng
Trong các tài liệu tham khảo về phân tích huỳnh quang tia X đề cập đến nhiều phƣơng pháp xác định hàm lƣợng nguyên tố khác nhau. Một cách tƣơng đối có thể tạm thời phân chia các phƣơng pháp đó ra làm hai nhóm chính, đó là nhóm sử dụng các phƣơng pháp hiệu chỉnh toán học và nhóm hồn tồn dựa vào các kỹ thuật thực nghiệm. Sau đây sẽ đề cập tới một số phƣơng pháp thực nghiệm đƣợc sử dụng tƣơng đối phổ biến.
Phương pháp so sánh tương đối
Cho tới nay trong phân tích huỳnh quang tia X, phƣơng pháp so sánh trực tiếp cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố cần phân tích ở trong mẫu với cƣờng độ tia X của chính ngun tố đó ở trong mẫu chuẩn (đã biết chính xác hàm lƣợng) đƣợc sử dụng nhiều nhất (khoảng 60 ÷ 70%). Phƣơng pháp này yêu cầu mẫu chuẩn và mẫu thực phải tƣơng dƣơng nhau về hàm lƣợng, về thành phần các nguyên tố ở trong mẫu (gọi là ma trận mẫu), đồng thời đƣợc kích thích và đo tia X trong điều kiện giống nhau. Sau khi đo cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố ở trong mẫu và mẫu chuẩn, khối lƣợng của nguyên tố ở trong mẫu đƣợc xác định nhƣ sau:
(2.11)
trong đó: mx và mst là khối lƣợng nguyên tố ở trong mẫu và mẫu chuẩn; Ix và Ist là cƣờng độ tia X đặc trƣng của của nguyên tố cần xác định ở trong mẫu và mẫu chuẩn.
Hình 2.6. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hàm lượng và cường độ tia X đặc
trưng [51]
Trong điều kiện có nhiều mẫu chuẩn với giải hàm lƣợng tƣơng đối rộng có thể xây dựng đồ thị liên hệ giữa hàm lƣợng và cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố cần phân tích. Trên cơ sở đo cƣờng độ tia X của nguyên tố ở trong mẫu (Ix) có thể suy ra hàm lƣợng của nguyên tố (mx) trên trục hàm lƣợng của đồ thị (hình 2.6).
Phương pháp chuẩn trong
Nguyên tác của phƣơng pháp chuẩn trong là so sánh cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố cần phân tích với cƣờng độ tia X của một nguyên tố khác đã biết hàm lƣợng (nguyên tố chuẩn) ở trong cùng một mẫu. Hàm lƣợng của nguyên tố đƣợc xác định nhƣ sau:
(2.12) trong đó:
; mx và Ix là khối lƣợng và cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố cần phân tích; mst và Ist là khối lƣợng và cƣờng độ tia X đặc trƣng của nguyên tố chuẩn; Gx và Gst là hệ số kích thích tia X đặc trƣng của nguyên tố cần phân tích và nguyên tố chuẩn.
Các giá trị Gx và Gst có thể tính đƣợc dựa vào các hằng số vật lý, trên cơ sở đó rút ra hệ số kx. Mặt khác hệ số kx cũng có thể xác định đƣợc bằng
thực nghiệm dựa vào mẫu đã biết chính xác hàm lƣợng của các nguyền tố cần phân tích và nguyên tố đƣợc chọn làm chuẩn. Trên cơ sơ kích thích và đo tia X đặc trƣng bằng một quy trình giống nhau sẽ xác định đƣợc hệ số thực nghiệm (kx,exp) nhƣ sau:
(2.13)
Một nguyên tố đƣợc chọn làm chuẩn phải thoả mãn điều kiện là tia X đặc trƣng của nó khơng kích thích nguyên tố cần phân tích. Kinh nghiệm thực tế cho biết phƣơng pháp này không sử dụng trong trƣờng hợp hàm lƣợng nguyên tố lớn hơn 25%.
Phương pháp pha lỗng mẫu
Mục đích của phƣơng pháp pha loãng mẫu trong phân tích huỳnh quang tia X là nhằm làm giảm các hiệu ứng tự hấp thụ và hiệu ứng kích thích thứ cấp (enhancement effect). Trong thực nghiệm thƣờng sử dụng các chất pha lỗng có hệ số hấp thụ nhỏ với khối lƣợng lớn nhƣ Na2B4O7, Li2B4O7, LiBO2 hoặc các chất có hệ số hấp thụ lớn với khối lƣợng nhỏ nhƣ La2O3, BaO, BaSO4. Trong điều kiện cần thiết có thể pha lỗng cả mẫu và mẫu chuẩn. Tuy nhiên những quy trình nhƣ vậy địi hỏi phải đầu tƣ nhiều thời gian và kỹ thuật.