1.3.1 .Đặc tính và ảnh hưởng độc hại của kim loại nặng
2.1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PIXE
2.1.2 Phổ ti aX đặc trưng
Một phổ PIXE sẽ bao gồm hai thành phần chính: các đỉnh tia X đặc trưng và nền bức xạ hãm. Hình 2.4 là một phổ PIXE điển hình của mẫu đất đá với đường nét liền để chỉ vị trí đỉnh tia X đặc trưng và đường nét đứt để chỉ nền bức xạ hãm.
Hình 2.4. Phổ PIXE của một mẫu đất [51]
Đối với đỉnh tia X đặc trưng, giới hạn phát hiện của nguyên tố sẽ phụ thuộc vào nền bức xạ hãm liên tục. Có ba thành phần chính đóng góp vào nền bức xạ hãm đó là bức xạ hãm gây bởi electron thứ cấp (Secondary Electron Bremsstrahlung - SEB), bức xạ hãm gây bởi chùm proton và bức xạ nền gây bởi gamma phát ra trong phản ứng hạt nhân nhưng bị tán xạ Compton nhiều lần trong vật chất của detector [18].
Bức xạ hãm gây bởi eletron thứ cấp có đóng góp lớn nhất vào nền bức xạ hãm liên tục, phần này được sinh ra khi electron thoát khỏi trạng thái liên kết (q trình ion hóa) sẽ mất dần năng lượng thơng qua va chạm và bị làm chậm bởi electron và hạt nhân trong bia, đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ hãm.
Thành phần thứ hai đóng góp vào nền bức xạ hãm liên tục là bức xạ hãm gây bởi chùm proton. Khi chùm proton đi vào trong bia sẽ tương tác và bị làm chậm bởi các electron và hạt nhân bia, đồng thời cũng tạo ra bức xạ hãm. Theo vật lý cổ điển, cường độ bức xạ hãm sinh ra bởi một hạt tích điện sẽ tỷ lệ nghịch với độ giảm tốc của nó. Do đó, năng lượng của chùm proton
càng bị suy giảm bao nhiêu thì cường độ bức xạ hãm sẽ càng tăng bấy nhiêu. Tia gamma được sinh ra bởi quá trình tương tác phản ứng hạt nhân giữa chùm proton tới với hạt nhân bia sẽ tham gia hết vào tán xạ Coulomb ở trong detector và đóng góp vào nền bức xạ hãm.
Cường độ của bức xạ hãm phụ thuộc vào góc tán xạ của electron, cường độ này nhỏ nhất tại góc tán xạ ngược. Ngồi ra nó cũng tỷ lệ nghịch với bình phương khối lượng của hạt mang điện tích bắn vào bia (hạt tới). Do đó cường độ bức xạ hãm tạo bởi các hạt nặng như proton sẽ yếu hơn so với trường hợp tạo bởi các hạt nhẹ như electron. Vì vậy trong phổ PIXE, phần đóng góp của phơng bức xạ hãm do electron thứ cấp lớn hơn rất nhiều so với bức xạ hãm sinh ra do chùm hạt tích điện tới bị hãm trong bia. Mặt khác, cường độ của bức xạ hãm tỷ lệ với bình phương số hiệu nguyên tử của hạt nhân bia nên để giảm phông bức xạ hãm đối với các ứng dụng PIXE với mẫu mỏng ta có thể sử dụng các vật liệu nhẹ làm chất nền và đế. Vật liệu chủ yếu được sử dụng là vật liệu hữu cơ làm chất nền và graphit làm đế và các bộ phận che chắn trong buồng chiếu.