zabika.ru 1

ЭНЕРГОДИСПЕРСИОННЫЙ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ С РАДИОИЗОТОПНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО ФИЗИКЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА


Игуменцев А.Н.

220072, г.Минск, ул.П.Бровки 17

Институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси
Изучение веществ и, тем более, создание новых невозможно без анализа их химического состава. Поэтому в научных центрах обязательно имеются подразделения, занимающиеся анализом. Мы не только выполняем анализы, но стараемся совершенствовать методы, предлагаем новые. Новая аппаратура появляется у нас задолго до того, как она появляется в массовой продаже.

Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) с радиоизотопными источ-никами – разновидность РФА, где для возбуждения характеристического рентгеновского излучения элементов используются радиоизотопные источники (Cd109, Am241 и др.), а для регистрации спектров применяются спектрометры с полупроводниковыми детекторами (Ge, Si(Li) и др.).

Образец облучается гамма или рентгеновским излучением. Если энергия кванта этого излучения больше энергии связи электрона на атомной оболочке, квант может поглощаться атомом, а электрон вылететь за его пределы (фотоэффект). Электроны с внешних оболочек заполняют образующиеся вакансии. Атомы испускают излучение, энергия которого характерна для них, а интенсивность тем выше, чем больше концентрация элемента.

Анализ ведется по К или L-сериям характеристического рентгеновского излучения. Стру-ктура спектров проста, считается известной, и не зависит от химического состояния элементов. Широкий диапазон определяемых элементов – от K до U. Определяется присутствие 10-20 элементов одновременно. Диапазон концентраций (от 100 до 0.01%) зависит от Z элемента и состава образца.

Метод – экспрессный, неразрушающий и считается точным. Недостаток – низкая чувствительность определения легких элементов. Их излучение сильно поглощается в воздухе, плохо регистрируется и (это главное) они плохо возбуждаются.

Мы собрали первую установку сами, в конце 70-х и уже несколько раз переделывали. Метод удобен для идентификации веществ; анализа простых сплавов типа нихром, припои (PbSnSb), PtRh и т.п., где концентрации легко определяются по соотношению интенсивностей рентгеновских линий в спектре; для контроля состава ферритов, керамики, искусственных кристаллов, образцов иногда сложных, когда для расчета содержания элементов необходимо готовить эталоны близкого состава [1,2 и др.]; для контроля состава и толщины тонких пленок [3], когда используется то, что интенсивность излучения элемента в пленке пропорциональна ее толщине; есть методика анализа нержавеющих сталей (сплав CrFeNiNbMo) и программа расчета содержания этих элементов. Опыт показал - если вы видите элемент в спектре, то имеете все шансы на успех и сможете придумать способ определения его содержания, пусть сначала и не очень точный. В любом случае методику следует проверить на эталонах.


Перспективы очевидны и парадоксальны: дальнейшая компьютеризация и изучение основ анализа. Компьютеризация – в смысле повышения интеллектуального уровня программного обеспечения (основные технические проблемы уже решены).


  1. Барило С.Н. и др. Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 4,2,380(1991).

  2. Ломако И.Д. и др. J. of Applied Spectroscopy, 67,2,217(2000).

  3. Шадров В.Г. и др. Поверхность, 4,78(1998).