Разработка методов повышения чувствительности и точности флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа состава сложных сред в широком диапазоне атомных номеров

• Автор: Трушин, Арсений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Глава 1. Теоретические модели образования вакансий во внутренних атомных оболочках тяжелыми заряженными частицами и их применение при расчете сечений ионизации
1.1 Исследование и сравнительный анализ теоретических моделей образования вакансий во внутренних атомных оболочках тяжелыми заряженными частицами
1.2 Измерения сечений ионизации К-, Ь- и М-оболочек атомов и их сравнение с теоретическими расчетами
1.3 Расчет сечений тормозного излучения вторичных электронов и пределов обнаружения для различных мишений и энергий а-частиц
Выводы к главе
Глава 2 .Разработка методов высокочувствительного рентгенорадиометрического анализа по низкоэнергетическому характеристическому излучению различных серий при возбуждении альфа-частицами и фотонами
2.1 Количественный рентгенорадиометрический анализ в тонких слоях при возбуждении характеристического излучения а-частицами
2.2 Количественный рентгенорадиометрический анализ в толстых слоях при возбуждении характеристического излучения а -частицами
2.3 Исследование зависимостей и аналитических выражений для потоков вторичного излучения при рентгенорадиометрическом анализе по низкоэнергетическому характеристическому излучению с использованием радионуклидных источников фотонов
Выводы к главе
Глава 3 . Исследование и разработка методов повышения чувствительности и точности флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа с учетом взаимного влияния элементов и изменения абсорбционных свойств вмещающей среды
3.1 Коэффициенты взаимного влияния анализируемых элементов при многоэлементном рентгенорадиометрическом анализе для
моноэнергетического возбуждающего излучения
3.2 Обобщенная модель альфа-коррекции для расчета содержания элементов
3.3 Взаимные наложения линий характеристического рентгеновского излучения при анализе элементов с близкими атомными номерами на
примере анализа з о лота и платиноидов
3.4 Анализ с учетом абсорбционных свойств наполнителя и взаимного влияния элементов при возбуждении характеристического излучения а-частицами
3.5 Анализ сред сложного вещественного состава с учетом абсорбционных свойств наполнителя и селективного возбуждения для моноэнергетического фотонного излучения
Выводы к главе

Глава 4. Оценка чувствительности анализа и принципы практической реализации методов рентгенорадиометрического анализа сред сложного вещественного состава
4.1 Оценка чувствительности измерений и предела обнаружения для рентгенорадиометрического анализа с учетом эффекта матрицы
4.2 Комплексированные методы экспрессного массового анализа сред
сложного вещественного состава и гетерогенных сред
4.3 Разработка принципов построения рентгенорадиометрической аппаратуры
для анализа элементов в широком диапазоне атомных номеров
Выводы к главе
Заключение
Список литературы
Актуальность темы исследований
Для обеспечения инновационного развития многих отраслей экономики страны на современном этапе требуется разработка и внедрение передовых инновационных технологий на различных этапах производства продукции. Разработка инновационных технологий требует создания новых методов и технических средств, основанных на передовых достижениях различных направлений прикладной науки и, в частности, прикладной ядерной физики. Перспективы применения прикладной ядерной физики для разработки и реализации инновационных технологий во многих отраслях науки и техники определяются уникальными возможностями, основанными на изучении и использовании процессов взаимодействия ионизирующего излучения с веществом.
Одним из наиболее актуальных направлений прикладной ядерной физики является ядерная аналитика, представляющая собой комплекс ядерно-физических методов анализа, позволяющий изучать химические и физико-химические свойства вещества и материалов. Применение для этих целей традиционных химических методов ограничено из-за недостаточной экспрессности и производительности анализа, отсутствия возможности автоматизации процесса анализа. Ядерно-физические методы позволяют во многих случаях заменить более трудоемкие и менее производительные методы химического анализа, а для большого числа задач применение ядерно-физических методов анализа является единственным способом их решения [1,2].
В настоящее время ядерно-физические методы анализа получили достаточно широкое применение в аналитической практике. Наиболее широкое развитие получили следующие методы анализа: активационный анализ в его различных вариантах (нейтронно-активационный, гамма-активационный и др.); флуоресцентный рентгенорадиометрический анализ; методы анализа, основанные на измерении излучений, возникающих в результате ядерных реакций - фотонейтронный и альфа-нейтронный методы анализа , а также методы, основанные на использовании реакций типа (п, а), (п, р), (п, ф, (и, у) и (у, у'); методы анализа по измерению рассеянного или поглощенного излучения. Каждый из этих методов имеет свои достоинства и свои преимущественные области применения.
Однако все возрастающие требования к методам и средствам аналитического контроля, а также к методам и средствам изучения физико-химических свойств веществ и материалов, выдвигают широкий класс новых задач, характеризующихся в общем случае многокомпонентностью элементного состава в широком диапазоне атомных номеров,

<1Е
>ЛЕ)
Если а-частица, прошедшая в мишени путь Яа - К, имеет энергию Е, то

с!Е
(2.10)
(2.11)
е Е(Е)
Выбирая размерность тормозной способности (энергия-площадь/масса) и, заменяя в выражении (2.9) линейный коэффициент поглощения на массовый р, значение п на
NАр/ А (А и р - атомная масса и плотность вещества мишени), с учетом формул (2.10) и (2.11) получим [34]
¥ (Ео ) = }ехР
АпА •’
-му
г с1Е’
>ЧЕ')
°ЛЕ)

(1Е
(2.12)
На рисунке 2.8 построены зависимости выходов К-серии характеристического излучения, возбуждаемого а-частицами с различной начальной энергией от атомных номеров элементов. В области атомных номеров элементов 11 < Е < 30 выходы характеристического излучения пропорциональны ~ К5.
Рисунок 2.8 - Зависимость выхода К-серии характеристического излучения, возбуждаемого а-частицами с различной начальной энергией, от атомных номеров
элементов.