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X射線熒光光譜儀分析寶石真假
發(fā)布時(shí)間：2020-08-20 09:27:22 點(diǎn)擊：5975
近年來，國(guó)外一些大型分析測(cè)試儀器的引進(jìn)及應(yīng)用，使我國(guó)珠寶鑒定與研究機(jī)構(gòu)初步擺脫了過去那種單一的鑒定對(duì)比模式。迄今，珠寶鑒定工作者主要用它們來解決傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器所無法解決的某些疑難問題。不容置疑，先進(jìn)的分析測(cè)試技術(shù)在寶石學(xué)鑒定與研究領(lǐng)域中將發(fā)揮出愈來愈重要的作用。
礦物
寶石
自然界中產(chǎn)出的寶石通常由一種元素或多種元素組成，用X射線照射寶石時(shí)，可激發(fā)出各種波長(zhǎng)的熒光X射線。為了將混合在一起的X射線按波長(zhǎng)(或能量)分開，并分別測(cè)量不同波長(zhǎng)(或能量)的X射線的強(qiáng)度，以進(jìn)行定性和定量分析，常采用兩種分光技術(shù)。
其一是波長(zhǎng)色散光譜儀。它是通過分光晶體對(duì)不同波長(zhǎng)的x射線熒光進(jìn)行衍射而達(dá)到分光的目的，然后用探測(cè)器探測(cè)不同波長(zhǎng)處的x射線熒光強(qiáng)度，這項(xiàng)技術(shù)稱為波長(zhǎng)色散(WDX)X射線熒光光譜儀。波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀主要由X射線發(fā)生器、分光系統(tǒng)(晶體分光器)、準(zhǔn)直器、檢測(cè)器、多道脈沖分析器及計(jì)算機(jī)組成。
其二是能量色散X射線熒光光譜儀。它是利用熒光x射線具有不同能量的特點(diǎn)，將其分開并檢測(cè)，不必使用分光晶體，而是依靠半導(dǎo)體探測(cè)器來完成。這種半導(dǎo)體探測(cè)器有鋰漂移硅探測(cè)器、鋰漂移鍺探測(cè)器、高能鍺探測(cè)器等。
X射線熒光光譜儀
x光子射到探測(cè)器后形成一定數(shù)量的電子—空穴對(duì)，電子—空穴對(duì)在電場(chǎng)作用下形成電脈沖，脈沖幅度與x光子的能量成正比。在一段時(shí)間內(nèi)，來自寶石的熒光x射線依次被半導(dǎo)體探測(cè)器檢測(cè)，得到一系列幅度與光子能量成正比的脈沖，經(jīng)放大器放大后送到多道脈沖分析器(通常要1000道以上)。按脈沖幅度的大小分別統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)，脈沖幅度可以用x光子的能量標(biāo)度，從而得到計(jì)數(shù)率隨光子能量變化的分布曲線，即x光能譜圖。能譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行校正，然后顯示出來，其形狀與波譜類似，只是橫坐標(biāo)是光子的能量。
能量色散的最大優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)定樣品中幾乎所有的元素。因此，分析速度快。另一方面，由于能譜儀對(duì)x射線的總檢測(cè)效率比波譜高，因此可以使用小功率X光管激發(fā)熒光x射線。另外，能譜儀沒有光譜儀那么復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)，因而工作穩(wěn)定，儀器體積也小。缺點(diǎn)是能量分辨率差，探測(cè)器必須在低溫下保存，對(duì)輕元素檢測(cè)困難。能量色散X射線熒光光譜儀主要由x射線發(fā)生器、檢測(cè)器、放大器、多道脈沖分析器及計(jì)算機(jī)組成。
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