基體效應

基體效應

實際工作中被測量的樣品,往往其成份是由多種元素組成,除待測元素以外的元素統稱為基體。由於被測量的樣品中,其基體成份是變化的(這個變化一是指元素的變化,二是指含量的變化),它直接影響待測元素特征X射線強度的測量。換句話說,待測元素含量相同,由於其基體成份不同,測量到的待測元素特征X射線強度是不同的,這就是基體效應。基體效應是X射線熒光定量分析的主要誤差來源之一。

基體效應是個無法避免的客觀事實,其物理實質是激發(吸收)和散射造成特征X射線強度的變化,除待測元素外,基體成份中靠近待測元素的那些元素對激發源的射線和待測元素特征X射線產生光電效應的幾率比輕元素(在地質樣品中一些常見的主要造岩元素)的幾率大得多,也就是這些鄰近元素對激發源發射的X射線和待測元素的特征X射線的吸收係數比輕元素大得多;輕元素對激發源放出的射線和待測元素的特征X射線康普頓散射幾率比重元素大得多。 為了敘述方便,假設樣品中存在待測元素A,相鄰元素B、C和輕元素。B元素的原子序數比A元素的原子序數大一些,B元素能被放射源放出的射線所激發產生B元素的特征X射線BK,BKX射線又能激發A元素;C元素的原子序數小於待測元素A的原子序數,且能被A元素特征X射線所激發產生C元素特征X射線;輕元素的原子序數測距A、B、C元素的原子序數較遠,被激發的幾率很小,可以忽略不計,那麽對待測元素A特征X射線強度的影響有以下幾個方麵:

1) 放射源放出的射線激發待測元素A,產生特征X射線AK線稱為光電效應。
2) AKX線在出射樣品時遇到C元素激發了C元素特征X射線CK而A元素特征X射線強度減小了,稱為吸收效應。
3) 放射源激發了B元素,BKX線又激發了A元素,使A元素特征X射線計數增加,稱為增強效應,又稱為二次熒光。
4) 放射源激發了元素C和元素B,使得激發元素A幾率減小。
5) 放射源放出的射線與輕元素相互作用發生康普頓效應,可能發生一次康普頓效應也可能發生多次康普頓效應,發生康普頓效率之後射線能量損失一部分在出射樣品路程中可能會激發元素A、B、C,也可能不發生作用,稱為康普頓效應。

以上隻是描繪了一個簡單的圖象,實際上X射線的吸收、增強、散射過程要複雜得多。若待測元素與標準的基體成份不一致,必然會使分析結果出現較大誤差。這就是吸收效應、增強效應、散射效應影響,統稱為基體效應。

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