样品测量方法
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发布时间：2022-04-23 01:03
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时间：2023-10-09 17:57
(一)样品制备
厚样品制备比较简单。对于固体的岩矿样品、土壤样品等，一般粉碎到200目以下，混合均匀装入底上蒙有一层6～10μm聚酯膜的样品杯中压平(应为饱和层厚度)，即可测量。或者加入适量黏合剂，在压机下压成圆片。如果是液体样品，可以直接装入样品杯中进行测量。
薄样品制备要复杂得多，提出的制作方法也很多。主要可分为湿式和干式两类，现简要介绍如下。
1)将矿样磨成小于200目，放入含有5/105火棉胶的乙醚(85%)和乙醇(15%)混合溶液中，倒入拉平的聚酯镀铝薄膜上，并放在已仔细调平的水平台上，等乙醚挥发后即成。
2)由2份聚甲基丙烯酸甲酯，3份聚丁烯丙烯酸甲酯，7.5份甲苯和少量添加剂混合制成一种聚合物溶液，可以保存多年待用。使用时一般每次取25mL，加入粉末样品(约1.5～2.5 g)，在0.5L左右的金属容器中同时放入1/8in(1in=2.54cm)直径的钢球盖好，放在振动器上振动20min，使其均匀分散，然后在聚酯膜上制成薄约50μm厚层。再烘干1min即成小于25μm的薄膜，再制成1/4in(1in=2.54cm)直径圆片进行测量；要注意的是样品与标准样品均要仔细称量。
3)溶解成膜方法。例如铁粉(或铜矿粉)，先用HCl溶解成溶液，再加入聚乙烯醇，混合后取该溶液1mL，放在直径47mm的滤纸上(Toyo-Roshi，No5)，安装在一个聚四氟乙烯片上，用红外灯干燥后测量。
4)使粉末样品沉积在微孔滤纸上制成薄样品。这个方法是先制成一个如图10-4-1所示的薄样品收集器，将样品研磨到325 目放入真空瓶；同时在过滤器上放置一个直径2.5cm的0.8μm的微孔滤纸；盖好橡皮塞，开动真空泵；进入的空气由快速活塞控制，成脉冲式进气，吹动样品成粉尘，使之在滤纸上沉积，即可获得需要薄样品。
(二)样品测量方法
使用平衡滤片的NaI(Tl)单道谱仪(或多道谱仪)，分析样品时，干扰能量峰由使用平衡滤片两次测量求取差值(ΔI)得到解决。较宽范围的能量峰干扰主要靠选择测量道宽解决。这种方法在样品分析中已经很少应用，但在野外找矿中仍然有用。
使用高能量分辨率的半导体探测器多道X射线能谱仪分析样品，主要测量样品中受激发元素发射的X射线特征能量峰，与标准样品比较按(10-4-1)式，计算元素含量。
图10-4-1 粉末薄样品收集器
特征X射线能量峰，可以用高斯分布表示，即
核辐射场与放射性勘查
式中：A 为特征 X 射线能量峰的最大值；α=1.3862/R，R为特征X射线能量峰半最大值全宽度(FWHM)。特征能量峰面积为(10-4-8)式的积分，即
核辐射场与放射性勘查
可见，能量峰面积S与R、A成正比关系。因此，从理论上讲，R或A均可以用来计算待分析元素含量。用一个或几个测点的数据，涨落误差比较大，不如能量峰面积计算含量精度高。
(三)仪器刻度
多道X射线能量谱仪的刻度与γ能谱仪刻度的要求和做法是一样的，包括能量刻度和效率刻度。
能量刻度，主要是检查仪器的线性程度。线性好，定性确定元素比较准确。X射线多道谱仪能量刻度的单能辐射源比较容易得到。因为只要选用低能γ放射源激发纯元素的特征X射线，即可用来刻度仪器。容易做到能量峰分布均匀。
效率刻度是能量色散定量准确分析的基础。与所有γ射线能谱分析一样，必须受到重视。长期以来只重视增强、吸收基体效应校正，对效率刻度重视不够。
(四)标准样品与标准(工作)曲线
标准样品是用来与待测样品进行比较分析用的已知元素含量样品，(10-4-1)式表明了这个关系，无论是薄样品或者厚样品都是如此。(10-4-7)式表明薄样品荧光峰计数与样品中待测元素含量成线性关系，与样品中的物质成分无关。因此，一个标准样品可以适用于任何成分的待测样品，只要测量几何条件一致，称量准确、没有其他谱线干扰，就可以获得满意的分析结果。
对于厚样品，(10-4-4)式和(10-4-6)式表明荧光计数与物质成分关系密切。
1.自吸收
由于样品中待测元素含量增高(假定为轻脉石中重元素)自吸收增大，也就是(10-4-5)式中(μ+μf)不能看作常数，例如：使用SiO2+Fe2O3配制的样品，以238Pu为激发源，测得的FeKX射线强度与铁含量之间的变化关系如图10-4-2(a)所示。随Fe含量增高，自吸收增大，FeKX射线强度降低。
2.基质成分的吸收或增强
下一节将详细讨论，这里仅举一例予以说明。如图10-4-2(b)所示，在Fe矿石中含有Cu、Zn和Mo时，FeKX射线由于存在二次激发，得到增强，曲线向上弯曲。
图10-4-2 FeKX射线强度与Fe2O3含量关系
(a)含量增高自吸收增大；(b)增强元素增大使荧光计数增大
对于流体样品，例如钻孔泥浆中元素含量分析，石油中硫、锌元素分析等，都需要相应地制作标准曲线。
需要标准样品多，是X射线荧光谱分析的主要特点。这些标准的含量分析都需要依赖于其他分析方法，因而受到*。
上述两点清楚地表明，厚样品分析需要标准样品的元素组成及含量(%)与之相近似。因此，在岩矿样品分析中所用的标准样品常常就采用已知含量的与待测样品同类的岩石、矿石样品作为标准样品；而且是含量由低到高的一套标准系列，在与样品测量相同条件下进行测量。因此，同一批量(基体相同)样品分析往往先由标准样品做成校正曲线，之后就可以根据相同条件下样品测量的荧光计数率，在标准曲线上求得相应的待测元素含量。岩矿露头或其他现场原位测量，也要类似这样选择标准。
