R?ntgenspektrometrische Bestimmung von Eisen-55 in Luftstaub- und Niederschlagsproben

Zusammenfassung Eisen-55 wurde in Neuherberg bei München seit März 1970 in monatlich gesammelten Luftstaubproben und seit Januar 1971 in Monatsniederschlagsproben bestimmt. Nach dem Veraschen der Proben wurde Eisen durch Extraktion' mit Di-iso-propyläther abgetrennt. Zur weiteren Entfernung störender Radionuklide des Fallouts wurde eine Ionenaustauschertrennung angeschlossen. Nach der elektrolytischen Abscheidung des Eisens auf Kupferplättchen wurden die Röntgenspektren mit einem Proportionalzähler sowie einem Si(Li)-Detektor aufgenommen.Die mittlere spezifische Luftaktivität betrug in Neuherberg 1,0 fCi/m³ im Jahr 1970 (ab März), 1,2 fCi/m³ im Jahr 1971 und 0,36 fCi/m³ im Jahr 1972. Die dem Boden durch den Niederschlag zugeführte Aktivität wurde zu 697 pCi/m² · Jahr für 1971 und 178 pCi/m² · Jahr für 1972 bestimmt.Vortrag anläßlich der Tagung Spurenanalyse, 2. bis 5. April 1973 in Erlangen.     

Bestimmung von Sauerstoff auf Al-Oberfl?chen durch R?ntgenspektralanalyse mit Prim?ranregung in Kombination mit einem Hei?extraktions-Verfahren

Zusammenfassung Die Röntgenspektralanalyse mit Elektronenstrahlanregung stellt eine leistungsfähige Methode zur Bestimmung von Sauerstoff auf metallischen Oberflächen dar, wenn man das Heißextraktions-Verfahren zur Eichung heranzieht. Dies wird am Beispiel von 99,5%igem Aluminium mit einem Oberflächen-Sauerstoffgehalt von ca. 0,5 g/cm² demonstriert. Die Ergebnisse stehen in guter Übereinstimmung mit denen der Deuteronenaktivierung.Wir danken Frau A. Kahles für ihre exakten Heißextraktionsanalysen und manche sachverständige Anregung sowie Frau Dr. D. Heesen für ihre Hilfe bei der Probenpräparation und den Messungen an der Makrosonde recht vielmals.     

Simultaneous determination of seven elements (Cl, K, Ca, Br, Fe, Cu, Zn) in blood serum by PIXE

Summary Proton induced X-ray emission (PIXE) Spectra have been obtained for the blood serum of several old-age subjects by using the Van de Graaff accelerator of Catania University. The concentration levels of Cl, K, Ca, Br, Fe, Cu, Zn have been determined simultaneously within 2 min by using 5 l of blood serum. Good agreement with literature data has been found.

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Simultanbestimmung von sieben Elementen (Cl, K, Ca, Br, Fe, Cu, Zn) im Blutserum mit Hilfe von PIXE

Zusammenfassung Mit Hilfe des Van de Graaff-Beschleunigers der Univ. Catania wurden PIXE-Spektren vom Blutserum mehrerer alter Personen aufgenommen. Mit einer Probe von 5 l konnten die obigen sieben Elemente innerhalb von 2 min bestimmt werden. Die Übereinstimmung mit Literaturangaben war gut.

     

Die Restmatrix in der R?ntgenspektrometrie

Zusammenfassung Die üblichen Rechenansätze für die Matrixkorrektur setzen voraus, daß die Konzentrationen aller Matrixelemente bekannt sind. In der Praxis hat man es aber vielfach mit Proben zu tun, die eine unbekannte Restmatrix enthalten. Verwendet man die Konzentrationen der Matrixelemente für die Korrektur, so läßt sich der Einfluß dieser Restmatrix dadurch ausschalten, daß man ein quadratisches Glied für die Intensität des Analyten in den Rechenansatz einführt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Intensitäten der Matrixelemente als Korrekturgrößen zu verwenden. In diesem Falle kann man die Intensität einer passend gewählten Streustrahlung zur Korrektur der Restmatrix in den Rechenansatz einführen. Die theoretischen Grundlagen dieser Verfahren werden behandelt.

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The residual matrix in x-ray spectrometry

Summary The usual functions for the matrix correction presume that the concentrations of all matrix elements are known. But in practice one has frequently to deal with samples which contain an unknown residual matrix. If the concentrations of the matrix elements are used to carry out the correction the influence of this residual matrix can be governed by introducing a quadratic term of the analyte's intensity into the correcting function. It is also possible to use the intensities of the matrix elements as starting-point of the matrix correction. In this case one can introduce the intensity of a suitable chosen scattered radiation into the correcting function in order to correct for the residual matrix. The theoretical foundations of these procedures are discussed.

     

Zur Leistungsf?higkeit der energiedispersiven R?ntgenspektralanalyse

Zusammenfassung Am Beispiel eines schwierigen Analysenproblems wird gezeigt, was die energiedispersive Methode der Röntgenspektralanalyse hinsichtlich Genauigkeit, Richtigkeit, Nachweisvermögen und Aufwand zu leisten vermag. Das Analysenproblem besteht darin, Ag und Cu als Hauptbestandteile und weitere 25 Elemente als mögliche Begleiter in mehr als 200 römischen Silbermünzen (Denare, Quinare, Antoniniane) zerstörungsfrei zu bestimmen. Historischer Hintergrund ist der Stoffwertverfall im römischen Kaiserreich.

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On the efficiency of energy dispersive X-ray spectrometryMultielement analysis of Roman silver coins

Summary The efficiency of the energy dispersive method of X-Ray spectral analysis with regard to its precision, accuracy, detecting power and expenditure is shown by means of a difficult analytical problem: Ag and Cu as major constituents together with other 25 elements as possible minor constituents are to be determined non-destructively in more than 200 Roman silver coins (Denarii, Quinarii, Antoniniani). Historical background is the depreciation of the coins during the Roman Empire.

     

Die Probleme der Nachweisgrenzen und Empfindlichkeiten von Lanthanoiden mit protoneninduzierter R?ntgenspektralanalyse an dicken Proben

Zusammenfassung Zum Vergleich der Leistungsfähigkeit von zerstörungsfreien Verfahren der Rastermikroanalyse wurden Lanthanoiden-Standardproben für die energiedispersive Röntgenspektralanalyse auf der Basis von synthetischem Ca-Al-Silicat-Glas mit je 3–5 Lanthanoidenelementen (3–4 Gew.-%) hergestellt. Mit protoneninduzierter Röntgenspektralanalyse wurden bei einer Analysenzeit von 60 s Nachweisgrenzen von 100–400 g/g an diesen dicken Proben bestimmt. Diese Nachweisgrenzen sind um den Faktor 2 bis 15 günstiger als die unter vergleichbaren Bedingungen mit wellenlängendispersiver Elektronenmikroanalyse bestimmten Nachweisgrenzen. Messungen mit energiedispersiver Röntgenspektranalyse am Rasterelektronenmikroskop zeigen, daß die Protonenanregung gegenüber der Elektronenanregung an diesen dicken Proben ein um den Faktor 20 besseres Signal/Untergrund-Verhältnis liefert.Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Gewährung von Sach- und Personalmitteln für die Durchführung dieser Arbeit.     

Zur Praxis der Matrixkorrektur in der R?ntgenspektrometrie

Zusammenfassung Für die Auswertung von Meßergebnissen gibt es zwei korrekte Ansätze (1) und (2). Ein dritter Ansatz (3), dessen theoretische Inkorrektheit gezeigt wird, erweist sich auch in der praktischen Anwendung als den anderen Ansätzen unterlegen, weil er auf größere Analysenfehler führt.Gelegentlich wird vorgeschlagen, anstelle der klassischen Regressionsrechnung mit absoluten Fehlern eine Methode mit gewichteten Fehlern zu verwenden. Eine Überprüfung der gewichteten Regression hatte zum Ergebnis, daß durch diese Methode der Analysenfehler vergrößert wurde.

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Practice of matrix correction in X-ray spectrometry

Summary There are two correct eqs. (1) and (2) for the evaluation of measuring results. A third eq. (3) whose theoretical incorrectness was shown proved to be inferior to the other equations by leading to larger analysis errors.Occasionally a regression method is proposed which is using weighted errors instead of absolute errors as used in the classical method. Testing of this method resulted in a clear increase of analysis errors.

     

Das Polynom dritter Ordnung als Eichkurve der R?ntgenspektrometric

Zusammenfassung Die Methode der quadratischen Optimierung (auch als Methode der kleinsten Quadrate bezeichnet) mit einem Polynomansatz zweiter Ordnung führt zu verschiedenen Eichkurven, je nachdem, ob man die Konzentration als Funktion der Intensität oder die Intensität als Funktion der Konzentration darstellt. Da beide Ansätze mathematisch gleichberechtigt sind, entsteht eine echte Doppeldeutigkeit, die einen systematischen Analysenfehler zur Folge hat.Er wird durch die Anwendung der Interpolationsformel von Newton beseitigt. Da ihre Koeffizienten sehr einfach zu berechnen sind, kann ohne Schwierigkeit mit Polynomen dritter Ordnung gearbeitet werden, die eine bessere Anpassung an die Meßwerte der Standards und damit einen kleineren zufälligen Analysenfehler bewirken.

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The polynomial of third order as calibration curve in X-ray spectrometry

The method of the least squares with a polynomial of second order leads to different calibration curves depending on the choice of either the concentration as a function of the intensity or the intensity as a function of the concentration. Both statements are mathematically equivalent and an uncertainty of the analysis is therefore caused with a systematical error as a consequence.This uncertainty is removed by the application of Newton's interpolation formula the coefficients of which can be calculated very easily. Therefore it is possible to use a polynomial of third order as calibration function which allows a better accomodation to the measurement results of the standards. Further, the random analytical error is reduced and above all it can be directly calculated.

     

Manuelle Auswertung intermedi?rer Proben in der R?ntgenspektrometrie

Zusammenfassung In einem früheren Aufsatz in dieser Zeitschrift [1] war gezeigt worden, daß sich das Rechenprogramm P 88 auch für die rechnerische Auswertung von Meßergebnissen an intermediären Proben eignet. Als Rechenbeispiel war eine Aluminium-Matrix mit den Analysenelementen Hg, As und Cd verwendet worden. Im vorliegenden Aufsatz werden vier einfache manuelle Methoden am gleichen Beispiel behandelt, wobei über Brutto- und Nettointensitäten mit und ohne Probenwägung ausgewertet wird. Es ergab sich, daß die Auswertung über die Nettointensitäten mit Probenwägung zu den geringsten Analysenfehlern führt.

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Manual evaluation of intermediate samples in X-Ray spectrometry

The author has shown in a former paper in this journal [1] that the program P 88 is suitable for the evaluation of the measuring results from intermediate samples. As an example for calculation the aluminium matrix with the analyzed elements Hg, As and Cd has been used. In the present paper four simple manual methods of evaluation are treated for the same matrix and elements. The methods are working with gross and net intensities, with and without weighing the samples. The evaluation with net intensities and with weighing the samples resulted in the smallest analysis errors.

     

Der inh?rente Analysenfehler in der R?ntgenspektrometrie

Zusammenfassung Bei der Interelementkorrektur in der Röntgenspektrometrie ist es praktisch zweckmäßig, die Intensitäten anstelle der Konzentrationen der Matrixelemente zu verwenden. Dadurch entsteht ein Analysenfehler. Ein weiterer Fehler ergibt sich dann, wenn nicht alle Elemente der Matrix bekannt sind. Und schließlich besitzt auch die Verteilung der Konzentrationen in Standards und unbekannten Proben einen Einfluß auf das Meßergebnis. Diese Einflüsse lassen sich unter dem Begriff des inhärenten Analysenfehlers zusammenfassen, der meßtechnisch nicht zu erfassen ist. Man kann ihn durch Simulation von Standardproben theoretisch abschätzen. Das Verfahren wird am Beispiel des hochlegierten Stahls und des Erdöls erläutert.

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The inherent analysis error in X-ray spectrometry

It is suitable to use the intensities instead of the concentrations of the matrix elements when correcting the interelement effects in X-ray spectrometry. Thereby an analysis error arises. If not all elements of the matrix are known, a further error appears. Finally, the distribution of the concentrations in standards and unknown samples has an influence on the analytical result. These influences can all be summarized under the inherent analysis error which cannot be comprehended by measuring techniques but estimated theoretically by simulation of standards and unknown samples. The method is exemplified in the cases of high alloy steel and of mineral oil.