2. Экспериментальная часть

2.1 Пробоподготовка

Для получения воспроизводимых результатов рентгенофлуоресцентный метод, как впрочем и другие аналитические методы, требует пристального внимания ко всем деталям эксперимента. Одним из источников ошибок при определении Sr, Rb, Nb является гетерогенность образца и непредставительность поверхности. Если измельчение твёрдой пробы (порошки руд, горных пород, продукты обогащения, сырьевые смеси, соли и т.д.) достигает 100 меш и меньше, то такие пробы можно считать вполне гомогенными из-за большой проникающей способности жёсткого излучения. Для уменьшения эффектов поглощения и возбуждения, искривляющих калибровочные графики, анализируемую пробу разбавляют прозрачным для рентгеновских лучей веществом (полистирол, борная кислота, крахмал, гидроксид алюминия, вода и т.д.). Степень разбавления определяется экспериментально. Порошкообразную пробу с равномерно распределённым разбавителем и внутренним стандартом брикетируют или растворяют. Толщина брикета (таблетки) должна быть достаточно большой (около1-2 мм), чтобы интенсивность излучения образца не зависела от величины навески. Приготовленные брикеты (таблетки) пригодны для многократных измерений. Исследуемое вещество может быть помещено в виде порошка непосредственно в кюветы прибора. Порошок образца может быть помещён в держатель из плексигласа и запрессован под полимерной плёнкой или нанесён на клейкую плёнку.

Пробы, которые были проанализированы в ходе данного эксперимента, соответствовали всем перечисленным требованиям.

2.2 Аппаратура

Анализ проб проводился на спектрометре:

ARL ADVANT’X

Ниже приведены основные характеристики приборов данного типа.

Серия рентгенофлуоресцентных (XRF) спектрометров последовательного анализа ARL ADVANT'X с технологией IntelliPower позволяет выбрать модель в зависимости от поставленной аналитической задачи. Приборы позволяют определять до 84 элементов периодической таблицы в различных пробах: твердых или жидких, проводящих или непроводящих. Широкий диапазон задач: от мониторинга нескольких элементов в маслах, полимерах, цементе или горных породах до полного анализа стекла, металлов, руды, огнеупоров и геологических материалов может решаться приборами данной серии. Преимуществами XRF анализа перед другими методами являются скорость, простая подготовка проб, хорошая стабильность и воспроизводимость анализов, а также широкий динамический диапазон измерений (от уровней ррм до 100%).

Управление прибором и обработка данных: аналитическая программа OXSAS.

Управление работой спектрометра и обработка данных осуществляется программой OXSAS. Программа OXSAS использует самую современную программную платформу, отвечающую запросам потребителя и позволяющую пожизненную модернизацию программного обеспечения спектрометра.

Схема прибора:

В спектрометрах серии ARL ADVANT'X используется двухсекционная первичная камера, увеличивающая пропускную способность прибора за счет того, что во время анализа одной пробы вторая проба ожидает своей очереди в камере. Для анализа жидких проб необходима гелиевая среда вместо вакуума. Благодаря уникальной конструкции затвора, гелием заполняется только небольшая (объемом около 3 л) первичная камера. Это позволяет очень быстро (1,5 минуты) менять среду анализа, сохраняя в вакууме и при постоянной температуре все измерительные устройства и защищая их от капель жидкости.

Также отличительной особенностей данного спектрометра является наличие сразу двух детекторов: сцинтилляционного счётчика и газового пропорционального счётчика. Такая конструкция позволяет определять как лёгкие так и тяжёлые элементы, что очень важно при анализе многокомпонентных смесей.

Образец полученного спектра на рентгенофлуоресцентном (XRF) спектрометре последовательного анализа ARL ADVANT'X

2.3 Результаты РФА анализа

В ходе проделанной работы были проанализированы 9 проб способом стандарта фона на содержание в них таких элементов как ниобий, стронций, рубидий. Были получены значения nнк, na, nф.

По полученным данным были рассчитаны концентрации следующих элементов: Sr, Nb, Rb:

Са=Саос* (nнкос/naос) * (na/nнк)

Саос - концентрация определяемого элемента в образце сравнения

nнкос - интенсивность некогерентного рассеянного излучения Rh в образце сравнения кИмп/с

naос - интенсивность чистой флюоресценции в стандартном образце кИмп/с

na - интенсивность чистой флюоресценции в пробе кИмп/с

nнк - интенсивность некогерентного рассеянного излучения Rh в пробе кИмп/с

Расчет предела обнаружения производился по формуле:

Cпр = 3/ηа × (2nф / tэксп) ½,

Где: ηа = nа / са - удельная интенсивность, (кИмп/с) / ppm

nф - интенсивность фона, кИмп/с

tэксп - время измерений (экспозиция, с)

Расчеты содержаний рубидия