核辐射测量方法7.docx

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X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

1X射线的本质与特点射线的本质与特点

X射线是波长极短的电磁波。波长在10－9～10－7cm。射线是波长极短的电磁波波长在10波长极短的电磁波。cm。

λ 小能量高电磁辐射谱λ 大能量低

－应用核技术与自动化工程学院－应用核技术与自动化工程学院－

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律具有波－粒二象性。具有波－粒二象性。

E=hν ,ν =c/λ

波动性光速、反射、折射、偏振、相干散射波长单位：10－10m12400(eV)E=λ (10

10m)微粒性能量、电离、光电吸收、非相干散射能量单位：eV

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

X荧光的产生荧光的产生

两步：1）入射粒子与原子发生碰撞，从中逐出一个内层电子，此时原子处于受激状态。2）随后(10-12～10-14s)，原子内层电子重新配位，即原子中的内层电子空位由较外层电子补充，两个壳层之间电子的能量差，就以X射线荧光的形式释放出来。

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

莫塞莱定律

11Ex=RhC(Zαn)(22)n2n1

2

式中an－与内壳层电子数目有关的正数。与内壳层电子数目有关的正数。式中射线，对K系X射线，n1=1，n2=2，an=1；系射线，，；射线，对L系X射线，n1=2，n2=3，an=3.5。系射线，，。上式表明，特征射线能量与原子序数的平方成正比射线能量与原子序数的平方成正比。上式表明，特征X射线能量与原子序数的平方成正比。莫塞莱定律的意义：奠定了利用特征X射线能量确定莫塞莱定律的意义：奠定了利用特征射线能量确定待测元素的理论依据。待测元素的理论依据。

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

X谱线系的产生谱线系的产生

3d5/23d3/22P3/22P1/22S1/22P3/22P1/22S1/2M

跃迁定则:跃迁定则△l=±1±△j=0,±1±

LK

L线系线系K线系线系

1S1/2

特征X射线能级图解特征射线能级图解不同线系X射线的强度比不同线系射线的强度比K：L：M＝100：10：1：：＝：：

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

俄歇效应与荧光产额

俄歇效应在某些情况下，较外层（在某些情况下，较外层（如L层）层电子向K层跃迁时层跃迁时,电子向K层跃迁时,多余的能量不是以特征X射线形式放出射线形式放出,是以特征射线形式放出,而直接给予同一层(仍为L层的某个电子,给予同一层(仍为层)的某个电子,这个电子就脱离原子的束缚,这个电子就脱离原子的束缚,成为自由电子。自由电子。这种效应称为俄歇效这个电子称为俄歇电子。应，这个电子称为俄歇电子。

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

5俄歇效应与荧光产额

荧光产额荧光产额：形成电子空位后产生特征射线的几率射线的几率。荧光产额：形成电子空位后产生特征X射线的几率。荧光产额分为K层荧光产额。荧光产额分为层、L层、M层荧光产额。层层荧光产额K层荧光产额定义为：层荧光产额定义为：层荧光产额定义为

ωK

∑(n=Ki

)NK

=

nKα1+nKα 2+nKβ1+NK

NK－为单位时间内，K层形成的电子空位数；为单位时间内，层形成的电子空位数层形成的电子空位数；(nK)i－为单位时间内i射线发射的光子数。射线发射的光子数。L层、M层荧光产额定义与层类似。层荧光产额定义与K层类似层层荧光产额定义与层类似。

X射线荧光法定性与定量分析原理

X射线荧光的产生与莫塞莱定律射线荧光的产生与莫塞莱定律

5俄歇效应与荧光产额

荧光产额经验公式

ω =A+BZ+CZ31ω

常数ABC不同壳层系数值ωKωL-0.0379