课件：x射线的产生.ppt

在x射线分析中，在大多数情况下都希望所使用的x射线波长单一，即“单色”x射线。但实际上，如上所述，k系特征谱线包括两条谱线。在x射线分析时，它们之间会相互干扰。我们可以应用某些材料对x射线吸收的特性，将其中的kβ线过滤掉。 选适当材料，使其K吸收限位于所用的Kα与 Kβ之间，则Kβ大部分被吸收； Kα损失较小。 滤波片的选择原则: Z靶40时 Z滤片=Z靶-1 Z靶≥40时 Z滤片=Z靶-2 x射线分析中，在x射线管与样品之间放一个滤波片，以滤掉kβ线。滤波片的材料依靶的材料而定 几种元素的K系射线波长及常用的滤波片 阳极靶元素 原子序数 Ka波长/nm Kβ波长/nm 滤波片 材料 原子序数 ? K 厚度/mm I/I0 (Ka) Cr 24 0.22909 0.20848 V 23 0.2269 0.016 0.5 Fe 26 0.19373 0.17565 Mn 25 0.18694 0.016 0.46 Co 27 0.17902 0.16207 Fe 26 0.17429 0.018 0.44 Ni 28 0.16591 0.15001 Co 27 0.16072 0.013 0.53 Cu 29 0.15418 0.13922 Ni 28 0.14869 0.021 0.4 Mo 42 0.07107 0.06323 Zr 40 0.06888 0.108 0.31 Ag 47 0.05609 0.0497 Rh 45 0.05338 0.079 0.29 靶的选择 靶的选择 选靶的目的: 为了避免在试样上产生荧光辐射(光电效应) 而增加背底干扰,应根据样品选择靶。 （1）靶K波长稍大于试样的K吸收限 （2）试样对X射线的吸收最小。 选靶的原则： Z靶≤Z试样+1 例如：分析Fe试样，用Co靶或Fe靶 热能 透射X射线衰减后的强度IH 散射X射线 电子 荧光X射线 非相干 的 反冲电子 俄歇电子 光电子 康普顿效应 俄歇效应 光电效应 相干的 X射线与物质的相互作用 X射线的安全防护 危害：人体过量接受X射线照射，会引起头晕、毛发脱落、血液组成及性能变坏、影响生育等局部组织损伤、坏死 措施：《射线防护规定》GBJ8-74规定，对专业工作人员的照射计量经常进行检测 屏蔽防护 距离防护 时间防护 X射线的安全 作业： 名词解释：特征X射线、连续X射线、管电压、管电流、相干散射、非相干散射、短波限、吸收限、质量吸收系数、荧光X射线 如果阳极靶是Co靶，则应采用何种滤波片？为什么？ 如果待测样品是Fe，理论上应选择哪种阳极靶？ THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 特征X射线波长---莫塞莱定律 Mosley’s Law 标识X射线谱（的频率和波长）只取决于阳极靶物质的原子能级结构，是物质的固有特性。且存在如下关系： 标识X射线谱的波长λ与原子序数Z关系为： ? ：波长; K：与主量子数、电子质量和电子电荷有关的常数; Z ：靶材原子序数; ? ：屏蔽常数 每种元素都有特征X射线谱。可以用特征谱来识别元素，进行化学成分分析。 莫塞莱定律为X射线化学成分分析奠定了理论基础，分析思路是使未知物质发出特征X射线，并经过已知晶体进行衍射，然后算出波长?，从而确定Z。 特征X射线波长与靶材料原子序数有关 几种靶材料的特征X射线波长? (?) 元素 序数 K? K? Cr 24 2.2907 2.0849 Fe 26 1.9373 1.7566 Ni 28 1.6592 1.5001 Cu 29 1.5418 1.3922 Mo 42 0.7107 0.6323 特征X射线的强度 各能级的能量差不是均匀分布的，越靠近原子核的相邻能级间的能量差越大，见图1-8。 由于△εKm△εKl ，所以Kα的波长大于Kβ。 由于L—K跃迁的几率比M—K跃迁大5倍左右，所以，Kα强度比Kβ大5倍。 K?比K?谱线波长长： 注意： ∨ ﹥ M-K层上的能级差： ??KM L-K层上的能级差： ??KL 注意： K?比K?谱线的强度高5倍左右 电子由L-K层跃迁的几率比由M-K层跃迁的几率大5倍左右 I = nhν 标识x射线的精细结构: Kα由Kα1 和Kα2组成，两者的强度比为2：1。 K L Ⅰ Ⅱ Ⅲ Kα1 Kα2 Kα是最强的谱线，比相邻谱线强5～90倍。可作为衍射的单色光源。 是Kβ强