基于蒙特卡洛方法的X射线探测器能谱响应研究

为解决X射线荧光测量过程中的仪器刻度和校正难题,通过理论研究并运用蒙特卡洛方法对X射线荧光仪进行建模,得到了X射线探测器能谱响曲线。结果表明:模拟的X射线探测器能谱响应全谱与实测情况基本一致,而主成份谱线则高度一致,特征峰半高宽相对误差均在5%以内。方法为X射线荧光测量的仪器刻度和校正提供重要的研究信息,不仅为元素分析工作节省大量人力物力,也为无标样X射线荧光分析提供了有力的理论支撑。方法也可用于X射线荧光分析过程中的其他研究领域。     

基于聚类NASVD的CE2-GRS月表放射性元素Th计数率分布

月表Th 元素分布特征对于分析月表岩石成因及化学特征等提供了重要依据。为了减小嫦娥二号伽玛谱(CE2-GRS) 噪声对获取Th 元素分布特征的影响,提出了一种基于噪声调整的奇异值分解(NASVD) 去噪算法。通过伽玛谱预处理、去噪、本底扣除及净峰面积求解等步骤,获得月表放射性元素Th计数率全月分布图。通过与国内外其他方法所获得的Th 元素计数率分布图对比有较高的一致性。与传统伽玛谱去噪算法比较,聚类NASVD算法能有效地去除统计涨落噪声影响,提取出嫦娥二号伽玛谱中的特征峰信息。The distribution of thorium on the lunar surface provides the important evidence for lunar evolution history. It is difficult to obtain the distribution of thorium on the lunar surface from CE2-GRS because of noise in the spectrum. The method for smoothing the spectrum is proposed which is based on cluster NASVD. The counting rate map of thorium on the lunar surface is achieved from CE2-GRS. Counting rate map of thorium gamma-rays shows a surface thorium distribution that is in general agreement with other measurement from LP-GRS and SLENE GRS which have better accuracy. It is more effectively to reduce the noise and get the weak information of characteristic peak used the method of cluster NASVD than other traditional methods for smoothing gamma-ray spectrum.     

原位微区X射线荧光分析在矿物学研究中的应用

从新疆采集了13件岩矿石样品,用于研究蚀变过程中矿物的元素含量变化特征。成都理工大学研制的IED-6000型原位微区X射线荧光分析仪被应用于获得蚀变过程中矿物的化学和物理数据。这种无损的微区X射线荧光分析仪主要是以低功耗X光管和电致冷Si-PIN半导体探测器为基础,采用毛细管X射线透镜实现微区测量的功能,并且能够集成到任何显微镜上进行测量,焦斑长轴直径约110 μm。通过微区X射线荧光测量,将黝铜矿更正为黄铁矿,提高了矿物鉴定的效率及准确性;在蚀变剖面研究中,矿化岩石样品的长石颗粒都富含Cu和Zn元素,可以作为找矿直接指示元素。Cr,Mn和Co等元素含量与矿化程度呈负相关。     

微型X射线管靶材厚度理论计算与出射光谱模拟研究

根据端窗透射微型X射线管阳极靶的结构,建立了数理模型,讨论了电子束打靶的平均厚度与光管高压的关系,得到了X光管出射特征光谱强度的角度分布特征。同时利用Monte Carlo方法,对出射光谱在2π方向上的强度分布特征开展模拟研究。结果表明,微型X射线管阳极靶材平均厚度在2 μm左右,在与入射电子束垂直方向几度的范围内获得的出射光谱其单色性较好。这些结论对于微型X射线管的结构设计和出射光谱单色化应用具有一定的理论指导意义。     

X射线荧光测井谱漂校正技术研究

X射线荧光测井技术是一种可以在井下原位进行元素定量(半定量)分析的测井技术,对矿产勘查具有重要意义。受井下温度影响,X射线荧光测井仪容易发生谱漂。X射线测井仪采用硬件进行稳谱,采用软件实现微小谱漂校正。X射线荧光测井的谱数据量大,难以采用人工校正的方法实现。文章在总结了X射线荧光测量专业人员进行谱漂校正经验的基础上,结合专家系统研究了X射线荧光测井谱漂的校正方法。在谱漂校正过程中,采用对散射本底变化不灵敏的对称零面积法进行自动寻峰,并用标准方差进行指示峰判别。利用先验知识(上一次能量刻度)和高斯概率密度函数对当前指示峰进行定性分析,确定指示峰能量。将指示峰峰位和定性分析获得的能量值采用最小二乘法进行拟合,获得能量刻度系数,并对偏离较大的数据进行筛选,达到能量自动刻度目的,实现X射线荧光测井仪器谱谱漂校正。文章采用所述的谱漂校正方法对某次X射线测井仪温度实验的322条谱线进行校正,结果表明该方法能够有效地自动校正X射线荧光测井仪谱漂。     

基于国产仪器研究钨丝原子吸收光谱

用标准的150 W幻灯灯泡的钨丝作原子化加热材料,设计制作了一种新颖的、结构简单的钨丝电热原子化器,同时还设计了该原子化器的电源电路和信号的数据采集电路.该原子化器能的最高原子化温度可达3100 K左右;编写了硬件的控制软件和信号处理的应用软件.用该原子化器将实验室一台火焰原子吸收光谱仪改装成钨丝原子吸收光谱仪,并以铜元素标准溶液和PerkinElmer公司多元素标准溶液对仪器性能作了研究.仪器对铜的检出限为0.0133 μg/mL,线性范围为0.10～4.0 μg/mL;对1.0 μg/mL的铜标准溶液测试的相对标准偏差为RSD=4.1%(测试次数n=10),每次分析所需样品量20 μL.     

铀矿样FPXRF分析中Th、Sr的影响与校正

探讨了Th、Sr元素与U伴生的地质学依据以及伴生元素的存在对U含量的FPXRF分析的干扰机理:铀样品中Th、Sr元素的影响主要表现为FPXRF仪器谱上ThLα和SrKα特征X射线对ULα特征X射线的干扰。结果表明,采用U、Th、Sr多元回归模型能有效地校正谱线重叠干扰,应用FPXRF分析铀矿样品中铀含量与推荐值相对误差控制在一定范围内,基本满足野外生产要求。     

嵌入式系统发展综述

IT产业高度发达,嵌入式系统功不可没,以至于无处不见嵌入式系统。嵌入式系统家族庞大,涵盖内容广泛,涉及学科多样,了解其家族成员及发展历史,正确理解其概念体系及发展趋势,对于今后的“智慧地球”具有重大意义。总结了国内外的相关文献,概述了嵌入式系统的体系结构,分析了所面临的挑战,讨论了与相关技术的关系,最后展望了发展前景。     

用高灵敏度X射线荧光仪现场勘查金矿

核物探x射线荧光法是利用轻便型X射线荧光仪在野外现场测量,了解金矿的指示元素分布规律,从而能勘查金矿的远景区及隐伏矿体. 本法特点是在现场就地快速测量.每次读数只需10秒钟.一旦发现金矿指示元素异常,再进行少量取样验证,这样便加快了勘查金矿速度,降低了勘查金矿的成本. 我院与重庆地质仪器厂联合研制的轻便型x射线荧光仪有三种类型: (1)HYX-1 型轻便X射线荧光仪; (2)HYX-2型轻便双道x射线荧光仪; (3)HYX-3型微型机400道X射线荧光仪. 从总体说来.这三种类型仪器有共同点,它们都是由一个探头和一个主机构成.整机重 6-skg,其中探头…     

微型X射线管出射谱特征研究及Be窗厚度确定

微型X射线管已广泛应用于现场元素分析、放射性医疗等领域,对于微型X射线管铍窗,普遍认为除保证管内真空外,应越薄越好。采用蒙特卡洛方法,模拟了从50～500 μm范围内共13个Be窗厚度的微型X射线管出射X射线谱。按照在应用中的作用,将出射X射线划分为不同能量段进行分析。通过分析谱线特征,发现Be窗厚度应依据其应用要求合理选择。因此,提出了K系特征X射线与轫致辐射强度的比值和低能射线与激发射线计数比值等参量作为评价Be窗厚度最优化的判断依据。除上述评判指标外,铍窗的厚度最优化选择还应考虑Be窗对不同能量X射线的屏蔽效果。依据模拟结果分析,原位(现场)X射线能量色散荧光分析应用中,Be窗厚度约250 μm的微型X射线管最为合适。与50 μm铍窗厚度出射射线相比,71.66%低能原级X射线被屏蔽,5~50 keV能量原级X射线仅有21.31%被屏蔽,低能射线强度占总X射线比值小于10%,且K系X射线占激发射线的比例仍保持较高的水平。因此,采用250 μm铍窗厚度的微型X射线管作为能量色散激发源,能保证探测器探测的有效信号比值较高,低能X射线对探测器的能量分辨率的影响最小,而且能量色散分析谱线的散射本底相对强度处于较低的水平,从而保证元素分析结果精准度。对于放射性治疗的应用中,则铍窗厚度越薄越好,此时,低能X射线具有较高的通量,能保证辐射剂量在治疗组织中剂量的集中。