X射线荧光分析系统技术原理和应用PDF电子书下载

第1章 X射线基本知识 1

1.1 原子结构 1

1.1.1 原子结构模型 1

1.1.2 原子核的组成 2

1.1.3 核外电子排布 3

1.2 X射线及其特点 3

1.2.1 X射线的发现 3

1.2.2 X射线的性质 4

1.2.3 X射线的特点 5

1.3 X射线的激发 6

参考文献 7

第2章 X射线荧光分析原理 8

2.1 莫塞莱定律 8

2.2 X射线在物质中的物理作用 10

2.2.1 简介 10

2.2.2 X射线与物质相互作用原理 10

2.3 特征X射线能谱 12

2.3.1 全能峰分布 12

2.3.2 散射谱线与谱线拖尾 14

2.4 X射线荧光计数率计算 15

参考文献 16

第3章 X射线能谱分析方法 17

3.1 能量刻度 17

3.2 剥谱法 18

3.3 逆矩阵法 19

3.4 加权最小二乘法 20

3.5 探测器响应函数拟合法 21

3.5.1 SDD和Si-PIN探测器响应函数的组成 25

3.5.2 拟合优度评价因子 26

参考文献 27

第4章 能量色散X射线荧光的定量分析 29

4.1 基体效应 29

4.1.1 影响基体效应的因素 29

4.1.2 基体效应的校正方法 29

4.2 定量计算方法 33

4.2.1 比值分析方法 33

4.2.2 工作曲线分析方法 34

4.2.3 谱库最小二乘法 35

4.3 神经网络非线性预测 36

4.3.1 自组织特征映射网络 37

4.3.2 径向基函数网络 39

4.3.3 神经网络校正技术的应用 42

4.4 X射线荧光分析检出限 44

4.4.1 X射线荧光分析的检出限 44

4.4.2 检出限的基本公式推导 44

4.4.3 改善检出限的方法 45

参考文献 46

第5章 X射线初级辐射激发源 49

5.1 X射线管 49

5.1.1 X射线管的工作原理 50

5.1.2 典型X射线管的结构特点 52

5.1.3 特殊构造的X射线管 54

5.2 放射性同位素源 56

5.2.1 同位素源的要求与特点 56

5.2.2 同位素放射源的组成 57

5.2.3 几种常用的放射性同位素源 58

5.3 加滤光片的直接激发方式 60

5.3.1 滤片工作原理 60

5.3.2 滤片厚度的理论计算 61

5.3.3 滤片的制作工艺简述 62

5.3.4 滤片平衡性的测定和调整 62

参考文献 64

第6章 X射线荧光的探测 65

6.1 X射线探测器 65

6.1.1 半导体探测器的主要性能 66

6.1.2 Si（Li）探测器 67

6.1.3 Si-PIN探测器 69

6.1.4 SDD探测器 71

6.1.5 Si-PIN与SDD的比较 73

6.2 偏振X射线荧光探测技术 74

6.2.1 X射线荧光偏振化技术的原理 74

6.2.2 偏振能量色散X射线荧光谱仪的结构 76

6.2.3 激发源 76

6.2.4 偏振次级靶 76

6.3 预衍射X射线荧光探测技术 77

6.3.1 X射线衍射基础 78

6.3.2 X射线的相干散射 78

6.3.3 预衍射X射线荧光探测技术 78

参考文献 79

第7章 能量色散X射线荧光分析硬件设计 81

7.1 能量色散X射线荧光分析系统组成 81

7.2 X射线管激发源的选择 83

7.3 高性能低功率高压发生器 85

7.3.1 高压产生电路 85

7.3.2 高压／电流取样电路 86

7.3.3 稳压控制 87

7.3.4 管流控制 88

7.4 X射线探测器的一般要求 89

7.5 X射线谱仪放大器 90

7.6 X射线谱仪多道分析器 91

7.6.1 上下阈甄别器 92

7.6.2 峰值保持电路 93

7.6.3 A/D转换电路 94

7.6.4 ADS774在系统中的应用 94

7.6.5 滑尺电路 95

7.7 主要电路简介 95

7.7.1 接口电路 95

7.7.2 样品托架驱动控制电路 97

7.7.3 稳谱电路 98

参考文献 100

第8章 能量色散X射线荧光分析软件设计 101

8.1 多道分析器的软件设计 101

8.2 控制系统的软件设计 102

8.2.1 控制系统的软件主模块设计 102

8.2.2 按键检查部分的程序设计 103

8.2.3 串口通信部分的程序设计 103

8.2.4 样品位置控制的程序设计 104

8.2.5 真空系统控制的程序设计 104

8.2.6 信号量检测的程序设计 104

8.3 X射线能谱数据处理 107

8.3.1 自动寻峰 107

8.3.2 能量刻度及特征X射线谱峰识别 107

8.3.3 谱线光滑 108

8.3.4 峰面积的计算 109

8.3.5 定量分析 110

8.4 Windows环境下的分析软件设计 110

8.4.1 测量系统软件设计 110

8.4.2 测试模块设计 111

8.4.3 分析样品模块的设计 122

8.4.4 标定测量模块的设计 123

8.4.5 长稳测量模块设计 126

8.4.6 监控测量模块设计 126

8.4.7 参数设置模块设计 126

8.4.8 数据管理模块的设计 129

8.5 Linux环境下的分析软件设计 129

8.5.1 GUN/Linux概述 129

8.5.2 GUN/Linux的特点 129

8.5.3 基于Linux系统的X射线荧光分析仪软件的设计 131

8.5.4 数据处理 132

参考文献 133

第9章 能量色散X射线荧光分析系统测试 135

9.1 提高系统性能的方法技术 135

9.1.1 温度影响 135

9.1.2 比值分析方法 139

9.1.3 重峰分解技术 140

9.2 复杂多类型样品分析技术 141

9.2.1 特征参数分类法的数学描述 142

9.2.2 提取特征参数的原则 142

9.2.3 相似分类法的数学模型 142

9.2.4 多元线性回归分析 143

9.2.5 应用与讨论 143

9.3 系统能量分辨率测试 143

9.4 系统能量线性测试 144

9.5 系统检出限测试 145

9.6 放射性统计涨落规律和测量精确度 145

9.6.1 系统精确度测试 147

9.6.2 系统长期稳定性测量 148

参考文献 148

第10章 工业分析领域中的应用 150

10.1 矿石品位在线自动检测系统的工业试验和应用 150

10.1.1 概述 151

10.1.2 系统安装位置选择 151

10.1.3 试验内容及步骤 152

10.1.4 取样方案 153

10.1.5 试验结果及分析 153

10.2 重钢多类型铁矿石特征及方法技术 156

10.2.1 矿石特征及方法技术选择背景 156

10.2.2 方法技术简介 158

10.2.3 应用效果分析 158

10.3 矿产勘查中的应用 159

10.3.1 地质背景简介 159

10.3.2 取样及分析测试 160

10.3.3 结果分析 161

10.4 海洋多金属结核标样测试 161

10.5 冶金行业的应用 163

10.5.1 在攀钢炼铁厂的应用 164

10.5.2 铁精矿X射线荧光分析在多元素分析中的应用 166

10.5.3 偏振化能量色散X射线荧光光谱仪的应用 167

参考文献 169

第11章 环境评价及其他领域中的应用 171

11.1 在土壤和水系沉积物环境污染评价中的应用 171

11.1.1 研究区特征 171

11.1.2 土壤境地球化学研究 175

11.1.3 区水系沉积物环境地球化学研究 182

11.2 在大气环境分析中的应用 190

11.2.1 应用于大气降尘研究 190

11.2.2 城市气溶胶的X射线分析 191

11.3 在其他领域的应用 192

11.3.1 水泥建材行业的应用 192

11.3.2 石油行业的应用 193

参考文献 193

附录Ⅰ 元素周期表 196

附录Ⅱ 元素特征X射线能量参数表 197

附录Ⅲ 利用公式μ=CEabλn=CEab（12.39 8 1/E）n［cm2/g］计算质量吸收系数时用到的参数 202