~ , * * ˆ
` ˆ
Để kích thích các nguyên tố trong mẫu phát tia X huỳnh quang đặc trưng, phải chọn nguồn kích thích chiếu lên mẫu có năng lượng lớn hơn năng lượng cạnh hấp thụ của nguyên tố cẩn phân tích. Tia X huỳnh quang thứ cấp phát ra từ mẫu sẽ đi đến
detector và tương tắc với các nguyên tử môi trường, hình thành các xung điện. Các
xung điện này sau khi đi qua bộ phận tiền khuếch đại, bộ phận khuếch đại, biên độ được tăng lên mấy bậc trước khi đi vào máy phân tích biên độ và số liệu được đưa vào
xử lý bằng máy tính có phần mềm xử lý chuyên dụng (AXIL).
Trong luận văn này nguồn kích thích được sử dụng là nguồn đồng vị, có ưu điểm rẻ tiền, dễ tạo. Tuy nhiên nó có cường độ thấp và ít linh hoạt trong việc lựa chọn năng lượng kích thích do vậy muốn phân tích mẫu đa nguyên tố có năng lượng từ 3keV đến
30keV phải kết hợp nhiều nguồn.
Cỏc nguồn thường gặp là ằFeđ , ›yCo””, „Pu? o;Am?',
Một số nguồn phóng xạ đặc trưng bởi các thông số sau:
~ Hoạt độ nguồn.
~ Chu kỳ bán hủy.
- Loại bức xa phát ra.
- Năng lượng bức xa phát ra.
Sự bố trí hình học của nguồn đồng vị: có 3 dạng chính
Nguồn vành khuyên: thích hợp cho các detector có diện tích nhỏ như detector
Si(Li). Nguồn được tạo bởi một số các nguồn riêng biệt đặt thành hình vành khuyên.
Nó có ưu điểm là trường chiếu đều theo mọi hướng nên hiệu suất kích thích không lớn.
Nguồn tâm: thích hợp cho các detector có diện tích rộng, tuy nhiên do có sự che chắn vòng tâm nên giảm hiệu suất dctcctor.
Nguồn một phía: thích hợp cho các detector có diện tích trung bình so với nguồn.
SVTH: Ta Thi Mink Tuyến Trang 37
Luận văn tốt nghiệp Chương LV: Hệ thống phân tích huỳnh quang tia X
Trong bu dụng trên, nguồn vành khuyến thường được xử dụng do hiệu suất kíchF t & > Ẻ Ẻ thích cao
Trong xơ do dun giín của kỹ thuật huỳnh quang: bức xạ sơ cấp chiếu tới mẫu.
tưởng tác với mẫu làm phat sinh các lò trồng trong lớp vỏ nguyên tử và sinh rà tia X đặc trứng. Người ta dùng detector bán dan dé phát hiện và do nang lượng của chúng.
Phổ kế detector bán dan chuyển đổi nang lướng của tia X thành một xung thé có
biên độ tỉ lệ với năng lượng đó. Người ta dùng mot máy phân tích da kênh để thu nhận
phổ biên đỏ này. Do độ phan giải của detector bán dẫn rất cao nên nó có thể phân biệt
được vạch phd của những: nguyên tố có bậc xố nguyên tử gần nhau. Như thế tính chất
này của detector giúp tú phân tích due nhiều nguyên tố cùng một lúc trong mẫu.
Điện tích đỉnh của mỗi dính phổ đơn ứng với môi tia X đặc trưng của mỗi nguyên tố thì
tỉ lệ với nổng dộ của nguyễn tố đó trong mẫu nhân tích.
IV,2,NGUYÊN LÝ HOAT DONG:
Bức xa kích thích phát ra từ một nguồn dóng vị phóng xạ khi đồng vị không bén
này phõn rọ. Quỏ trỡnh phõn ri cú thể xảy ra đối với một nhõn hay một chuỗi. Mội đồng vị phóng xạ có thể phát ra các tia a, fh. 7 trong đó tia 7 có hiệu suất kích thích
cao nhất trong ba tia, nó phát ra dưới dang phố gián đoạn nên dé dàng tao chùm đơn sắc với cường độ cao. Do có tinh chất không mang điện nên có khả năng xuyên sâu
vào môi trường vật chất lớn . chính vì vậy nó dé dang xuyên qua lớp cửa sổ dày để tới
kích thích mẫu.
Các photon đi vào trong máy, tương tác với các nguyên tử trong mẫu hoặc bằng
hiệu ứng quang điện, hoặc bằng tán xa (Compton, Raylei) tùy thuộc vào năng lượng tia X hoặc bậc số nguyên tử của các nguyên tố trong mẫu. Những nguyên tử này tán xạ
với các tia X tạo ra một nền phông không mong muốn và đặt ra một giới hạn phát hiện
cho phép đo huỳnh quang.
Đỉnh tan xạ có năng lượng thấp hơn năng lượng tia X tới. Do sự tán xạ này mà nguồn kích tia X đơn năng để dùng hon nguồn đa năng(do nguồn da năng sẽ phân bố
bức xạ lên toàn bộ khoảng năng lượng).
Khi năng lượng kích thích tia X chỉ vừa lớn hơn năng lượng liên kết của điện tử trên lớp vỏ nguyên tử tương ứng thì xác suất phát huỳnh quang là lớn nhất. Xác suất
này suy giảm nhanh chóng nếu tiếp tục gia tăng năng lượng kích thích, điểu đó cho
thấy bức xạ kích thích (đơn năng). năng lượng cao thì xác suất rất nhỏ để tạo ra những
SVTH: Ta Thi Mink Tuyến Trang 38
Luận văn tốt nghiệp Chương IV: Hệ thống phân tích huỳnh quang tia X
tia X đặc trưng năng lượng thấp. Vì vậy với một năng lượng đơn nang chỉ có thể nhạy (có xúc xuất huỳnh quang đáng kể) với mot số nguyên tố nào đó. Tuy nhiên trong vài
trường hựp khí phan tích những nguyên tổ rải nhẹ thì việc sự dụng bức xạ liên tục lại chờ dé nhạy ti hơn bức xu đơn năng.
Do liệu xuất của ống tia X củo nén để xử dụng được pho tia X da nắng này người tà dùng các loài bia thứ cấp, Chiếu bức xa này lên bia để Lo huỳnh quang thứ cấp là những tia X đặc trưng của bia. Tia X này gắn như đơn năng được dùng để kích thích các màu cắn được phan tích. Phương pháp này có thuận lợi là tà có thể lựa chọn các bia thứ cấp bang thao tác cơ học, Bức xa kích thích phát ra từ một nguồn đồng vị
phóng xy khí đồng vị này không bến này phân rà. Quá trình phân rã có thể xảy ra đối
với một nhân hay một chuỗi. Một đồng vi phóng xạ có thể phát ra các tia œ,,y trong
dó tia ý có hiệu suất kích thích cao nhất trong 3 tia, nó phát ra dưới dang phổ gián đoạn
nên dé dàng wo chùm đơn sắc với cường độ cao, Do có tính chất không mang điện nên có khả năng xuyên sau vào môi trường vat chất lớn , chính vì vậy nó dé dàng xuyên qua lớp cửa số dày dể tới kích thích mẫu.
SVTH: Ta Thi Minh Tuyén Trang 39
Luận văn tốt nghiệp Chương V: Chuẩn bị mẫu