X射线荧光光谱法测定岩石中铀和钍.doc

实用标准文案 精彩文档 X射线荧光光谱法测定岩石中铀和钍 逯克思 （青海省核工业地质局，青海 西宁 810000） 摘要：青海省柴达木地区分布着寻找砂岩型、花岗岩型等铀矿的有利地区，是以往铀矿地质工作的重点区域。本文着重阐述柴达木地区岩石中金铀和钍测定。 关键词：X射线；荧光光谱；定量；铀；钍 X射线光谱法，是指样品被X射线辐照，其原子被激发，而射出特征的X射线，这些特征的X射线的能量随元素的不同而变更，这就构成了定性分析的基础。优越之处在于光谱简单，谱线数目和相对强度与激发状态无关，与被分析物的化学状态基本无关，属非破坏性方法，所以在定性、定量与结构分析中广泛应用。青海柴达木地区分布着寻找砂岩型、花岗岩型等铀矿的有利地区，2009年青海省某局开展对柴达木盆地某地区的铀资源调查工作。本文着重阐述青海省柴达木盆地某地区花岗岩中铀、钍的测定。 1．基本原理 当来自光源的X射线光子，使样品内层的电子受到激发，而留下空穴，外层电子立即跃入空穴，其多余的能量以X射线荧光的形式释放出来，此荧光辐射的波长，比入射辐射的波长更长，由于荧光波长与被激发元素的性质有关，因此利用荧光波长可以鉴别元素；测量荧光的强度可以进行元素的定量分析，与紫外可见区的荧光辐射一样，荧光强度与产生荧光的物质浓度成比例。 样品中除被测物之外的其他物质，使荧光强度发生变化的效应称为基体效应；基体既可以吸收入射辐射，又可以吸收荧光，基体效应是X射线荧光定量分析中的主要误差来源，应加以校正。X射线光谱法在铀的分析中占有重要的位置，X射线荧光分析的应用范围不断扩大，已被定为国际标准(ISO)分析方法之一。 2．方法提要 样品用压片机制成样片后，可直接在X射线荧光光谱仪上测量，由计算机自动计算结果。 3．仪器设备及试剂 3．1X射线荧光光谱仪。 3．2压片机 最大工作压力1000 kN。 3．3红外灯。 3．4低压聚乙烯（化学纯）。 3．5聚乙烯醇水溶液 P（聚乙烯醇）= 40 g/L。 4．测定步骤 4．l样品制备 称取2g试样于瓷坩埚中，滴加2滴聚乙烯醇水溶液(3.5)和15 mL去离子水，搅拌均匀，置于红外灯下烘干后，以低压聚乙烯做背衬，用压片机在20 t压力下保持60 s，压成直径40 mm，内径32 mm的样片。 4．2样品测定 4．2．1选用W靶或Rh靶做X射线激发光源，电压60 kV，电流40 mA，真空光路，LiF200晶体，光栏为35 mm，细准直器，气流(90%Ar+10%CH4)为1 L 4．2．2元素测量条件选择见表6．1。 表6．1 元素测量条件 元素 峰位 窗款 峰位计数 时间/s 高角 本底 高角本底 技术时间/s 低角本底 角度 计数时 间/s Rb 26.535 20～90 100 34.500 100 25.805 400 U 26.065 20～85 800 26.205 400 25.805 400 Th 27.385 20～85 100 34.500 100 24.400 100 Pb 28.180 20～90 100 34.50 100 24.400 100 W 15.700 20～80 100 Rh 18.245 20～80 100 4．2．3仪器漂移校正 为了准确测量，首先要用纯物质样片放人样品室校准元素的峰值角度，然后测量监控样品中各元素的强度，两次测量的相对误差小于1%，表明仪器已稳定，可进行样品测量。 4．2．4背景校正采用一点或两点扣背景。计算公式如下： 一点法扣背景公式 I n = I p –Ib （1） 式中：I n——扣除背景的分析线强度； I p——峰值强度； Ib——背景强度。 两点法扣背景公式 I n = I p– 0.5 I a – 0. 5 I b （2） 式中：I n——扣除背景的分析线强度； I p——峰值强度； I a——背景点a处背景强度 I b——背景点b处背景强度。 4．2．5谱线重叠校正，谱线重叠校正方程如下： I i = I i〝〞-∑KijIj(i = 1,2) (3) 式中：I i ——为元素i的净强度（即扣过背景又扣过谱线重叠）； I i〝〞——为元素i的粗强度（只扣过背景未扣谱线重叠）； Kij——为干扰元素j对元素i的重叠干扰系数； Ij——为干扰元素j的粗强度。 各元素的谱线干扰系数：在以Rn靶做X射线光源时，铷的RbKa线对ULaI线有干扰,干扰系数为0.0182，Pb对Th有干扰，干扰系数为0.009。在以W靶做X射线光源时，RbKa线对ULaI线有干扰，干扰系数为0.0164。铅(Pb)对钍(Th)的干扰系数为0.005。 4．2．6校准与校正 铀、钍基体效应校正则以净强度与RnKo(WLa