የአንድ ንጥረ ነገር የኤክስሬይ ስፔክትራል ትንተና፡ ሁኔታዎች እና ለመምራት አልጎሪዝም

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

የኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና በሁሉም የቁሳቁስ ጥናት ዘዴዎች መካከል ጠቃሚ ቦታን ይይዛል። የፈተናውን ናሙና ሳያጠፋ ፈጣን ቁጥጥር ሊደረግበት ስለሚችል በተለያዩ የቴክኖሎጂ መስኮች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል. አንድ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር የሚወስንበት ጊዜ ጥቂት ሰከንዶች ብቻ ሊሆን ይችላል ፣ በጥናት ላይ ባሉ ንጥረ ነገሮች ላይ ምንም ገደቦች የሉም። ትንታኔው የሚከናወነው በጥራት እና በቁጥር ነው።

የኤክስሬይ ስፔክትራል ትንታኔ ምንነት

የኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና የቁሳቁስ ጥናት እና ቁጥጥር አንዱ አካላዊ ዘዴ ነው። በሁሉም የስፔክትሮስኮፒ ዘዴዎች የተለመደ ሀሳብ ላይ የተመሰረተ ነው።

የኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና ፍሬ ነገር አተሞች በፈጣን ኤሌክትሮኖች ወይም ኳንታ ሲደበደቡ የባህሪውን የኤክስ ሬይ ጨረር የማስወጣት ችሎታ ላይ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ ኃይላቸው ኤሌክትሮኖችን ከአቶም ቅርፊት ለማውጣት ከሚያስፈልገው ኃይል የበለጠ መሆን አለበት. እንዲህ ዓይነቱ ተጽእኖ ወደ ባህሪይ የጨረር ጨረር ገጽታ ብቻ ሳይሆን.አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የእይታ መስመሮችን ያካተተ, ግን ቀጣይ. የተገኙትን ንጥረ ነገሮች የኃይል ስብጥር ግምት በጥናት ላይ ስላለው ነገር አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት መደምደሚያ ላይ ለመድረስ ያስችላል።

በንብረቱ ላይ ባለው የእርምጃ ዘዴ ላይ በመመስረት አንድ አይነት ቅንጣቶች ወይም ሌሎችም ይመዘገባሉ። በተጨማሪም የኤክስሬይ መምጠጥ ስፔክትሮስኮፒ አለ፣ ግን ብዙ ጊዜ ባህላዊ የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒን ቁልፍ ጉዳዮችን ለመረዳት እንደ ረዳት መሳሪያ ሆኖ ያገለግላል።

የእቃዎች አይነት

የኤክስሬይ ስፔክትራል ትንተና ዘዴዎች የአንድን ንጥረ ነገር ኬሚካላዊ ስብጥር እንድናጠና ያስችሉናል። ይህ ዘዴ እንደ ገላጭ አጥፊ ያልሆነ የሙከራ ዘዴም ሊያገለግል ይችላል። የሚከተሉት የቁስ ዓይነቶች በጥናቱ ውስጥ ሊካተቱ ይችላሉ፡

ብረታ ብረት እና ቅይጥ፤
አለቶች፤
ብርጭቆ እና ሴራሚክስ፤
ፈሳሽ፤
አብራሲቭስ፤
ጋዞች፤
አሞራፊክ ንጥረ ነገሮች፤
ፖሊመሮች እና ሌሎች ኦርጋኒክ ውህዶች፤
ፕሮቲኖች እና ኑክሊክ አሲዶች።

የኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና የሚከተሉትን የቁሳቁስ ባህሪያት እንዲወስኑ ያስችልዎታል፡

ደረጃ ቅንብር፤
የነጠላ ክሪስታሎች አቅጣጫ እና መጠን፣ ኮሎይድል ቅንጣቶች፤
የአሎይ ግዛት ሥዕላዊ መግለጫዎች፤
የአቶሚክ መዋቅር እና የክሪስታል ጥልፍልፍ መፈናቀል፤
የውስጥ ጭንቀቶች፤
የሙቀት ማስፋፊያ ኮፊሸን እና ሌሎች ባህሪያት።

በዚህ ዘዴ መሰረትማምረት የኤክስ ሬይ ጉድለትን ማወቂያን ይጠቀማል፣ ይህም በእቃዎች ውስጥ የተለያዩ አይነት ኢ-ሆሞጀኔቲቲዎችን እንድታገኝ ያስችልሃል፡

ሼሎች፤
የውጭ መካተት፤
ቀዳዳዎች፤
ስንጥቆች፤
የተሳሳቱ ብየዳዎች እና ሌሎች ጉድለቶች።

የትንታኔ ዓይነቶች

በኤክስሬይ የማመንጨት ዘዴ ላይ በመመስረት የሚከተሉት የኤክስሬይ ስፔክትራል ትንተና ዓይነቶች ተለይተዋል፡

ኤክስ ሬይ ፍሎረሰንት አተሞች በአንደኛ ደረጃ የኤክስሬይ ጨረር (ከፍተኛ ኃይል ያላቸው ፎቶኖች) ይደሰታሉ። ይህ ለአንድ ማይክሮ ሰከንድ ያህል ይቆያል, ከዚያ በኋላ ወደ ረጋ ያለ, መሰረታዊ ቦታ ይንቀሳቀሳሉ. ከዚያም ትርፍ ሃይል በፎቶን መልክ ይወጣል. እያንዳንዱ ንጥረ ነገር እነዚህን ቅንጣቶች በተወሰነ የኃይል ደረጃ ይለቃል፣ ይህም በትክክል ለመለየት ያስችላል።
ኤክስሬይ ራዲዮሜትሪክ። የቁስ አተሞች በሬዲዮአክቲቭ isotope በሚመጣው ጋማ ጨረር ይደሰታሉ።
የኤሌክትሮን መፈተሻ። ማግበር የሚከናወነው በበርካታ አስር keV ሃይል በተተኮረ የኤሌክትሮን ጨረር ነው።
አሳይ በ ion excitation (ፕሮቶን ወይም ከባድ ions)።

በጣም የተለመደው የኤክስሬይ ስፔክትራል ትንተና ዘዴ ፍሎረሰንስ ነው። አንድ ናሙና በኤሌክትሮኖች ሲደበደብ የኤክስ ሬይ መነቃቃት ቀጥታ ይባላል፣ በኤክስሬይ ሲፈነዳ ሁለተኛ (ፍሎረሰንት) ይባላል።

የኤክስሬይ የፍሎረሰንት ትንተና መሰረታዊ ነገሮች

ኤክስሬይ የፍሎረሰንት ዘዴ በስፋትበኢንዱስትሪ እና በሳይንሳዊ ምርምር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. የስፔክትሮሜትር ዋናው አካል የዋና ጨረር ምንጭ ነው, እሱም አብዛኛውን ጊዜ እንደ ኤክስ ሬይ ቱቦዎች ያገለግላል. በዚህ የጨረር ተጽእኖ ስር, ናሙናው የመስመሩን ስፔክትረም ኤክስሬይ በማመንጨት ናሙናው ፍሎረሲስ ይጀምራል. የስልቱ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት አንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር ነፃ ወይም የታሰረ ሁኔታ (እንደ ማንኛውም ውህድ አካል) ምንም ይሁን ምን, እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር የራሱ የሆነ የእይታ ባህሪያት አለው. የመስመሮቹ ብሩህነት መቀየር ትኩረቱን ለመለካት ያስችላል።

የኤክስሬይ ቱቦ በዉስጡ ቫክዩም የሚፈጠር ፊኛ ነዉ። በቧንቧው አንድ ጫፍ ላይ በተንግስተን ሽቦ መልክ ካቶድ አለ. የኤሌክትሮኖች ልቀትን የሚያረጋግጡ በኤሌክትሪክ ጅረት ይሞቃል። በሌላኛው ጫፍ ደግሞ ግዙፍ የብረት ዒላማ ቅርጽ ያለው አኖድ ነው. በካቶድ እና በአኖድ መካከል እምቅ ልዩነት ይፈጠራል፣ በዚህ ምክንያት ኤሌክትሮኖች የተፋጠነ ነው።

በከፍተኛ ፍጥነት የሚንቀሳቀሱ የተሞሉ ቅንጣቶች አኖዶሱን በመምታት bremsstrahlungን ያስደስቱታል። በቧንቧው ግድግዳ ላይ (ብዙውን ጊዜ ከቤሪሊየም የተሠራ ነው) ኤክስሬይ የሚወጣበት ግልጽ መስኮት አለ. በኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና መሳሪያዎች ውስጥ ያለው አኖድ ከበርካታ የብረት ዓይነቶች ነው የተሰራው፡- tungsten፣ ሞሊብዲነም፣ መዳብ፣ ክሮሚየም፣ ፓላዲየም፣ ወርቅ፣ ሬኒየም።

የጨረር መበስበስ ወደ ስፔክትረም እና ምዝገባው

በስፔክትረም ውስጥ 2 አይነት የኤክስሬይ ስርጭት አለ - ሞገድ እና ጉልበት። የመጀመሪያው ዓይነት በጣም የተለመደ ነው. በሞገድ ስርጭት መርህ ላይ የሚሰሩ የኤክስሬይ ስፔክትሮሜትሮች ሞገዶችን በተወሰነ ማዕዘን የሚበትኑ ተንታኝ ክሪስታሎች አሏቸው።

ነጠላ ክሪስታሎች X-raysን ወደ ስፔክትረም ለመበተን ያገለግላሉ፡

ሊቲየም ፍሎራይድ፤
ኳርትዝ፤
ካርቦን፤
አሲድ ፖታሲየም ወይም ታሊየም ፋታሌት፤
ሲሊኮን።

የዲፍራክሽን ግሬቲንግን ሚና ይጫወታሉ። ለጅምላ የብዝሃ-ኤለመንትን ትንተና፣ መሳሪያዎች አጠቃላይ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን ከሞላ ጎደል የሚሸፍኑ የእንደዚህ አይነት ክሪስታሎች ስብስብ ይጠቀማሉ።

ኤክስሬይ ካሜራዎች ራዲዮግራፍ ለማግኘት ወይም በፎቶግራፍ ፊልም ላይ የተስተካከለ የዲፍራክሽን ንድፍ ለማግኘት ያገለግላሉ። ይህ ዘዴ አድካሚ እና ብዙም ትክክለኛ ያልሆነ በመሆኑ በአሁኑ ጊዜ በኤክስሬይ የብረታ ብረት እና ሌሎች ቁሳቁሶች ትንተና ላይ ጉድለትን ለመለየት ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል።

ተመጣጣኝ እና scintillation ቆጣሪዎች የሚለቀቁትን ቅንጣቶች መመርመሪያ ሆነው ያገለግላሉ። የኋለኛው ዓይነት በጠንካራ ጨረሮች ክልል ውስጥ ከፍተኛ ስሜት አለው. በፈላጊው ፎቶ ካቶድ ላይ የሚወድቁ ፎቶኖች ወደ ኤሌክትሪክ የቮልቴጅ ምት ይለወጣሉ። ምልክቱ መጀመሪያ ወደ ማጉያው እና ከዚያ ወደ ኮምፒዩተሩ ግቤት ይሄዳል።

የመተግበሪያው ወሰን

የኤክስሬይ የፍሎረሰንት ትንተና ለሚከተሉት ዓላማዎች ጥቅም ላይ ይውላል፡

በዘይት ውስጥ ያሉ ጎጂ ቆሻሻዎችን መወሰን እናየነዳጅ ምርቶች (ቤንዚን, ቅባቶች እና ሌሎች); ከባድ ብረቶች እና ሌሎች አደገኛ ውህዶች በአፈር፣ አየር፣ ውሃ፣ ምግብ፤
በኬሚካል ኢንደስትሪ ውስጥ ያሉ የአነቃቂዎች ትንተና፤
የክሪስታል ጥልፍልፍ ጊዜ ትክክለኛ ውሳኔ፤
የመከላከያ ሽፋኖችን ውፍረት አጥፊ ባልሆነ ዘዴ መለየት፤
እቃው የተሰራበትን የጥሬ ዕቃ ምንጮችን መወሰን፤
የቁስ አካላት ስሌት፤
በጂኦሎጂ እና በብረታ ብረት ውስጥ የዓለቶች ዋና እና ርኩስ አካላትን መወሰን ፤
ባህላዊ እና ታሪካዊ እሴት ያላቸውን ነገሮች(ምስሎች፣ሥዕሎች፣ፍሬስኮዎች፣ጌጣጌጦች፣ሳህኖች፣ጌጣጌጦች እና ከተለያዩ ቁሳቁሶች የተሠሩ ሌሎች ዕቃዎችን ማጥናት)፣ የፍቅር ጓደኝነት፣
የቅንብር ውሳኔ ለፎረንሲክ ትንታኔ።

ናሙና ዝግጅት

ለጥናቱ፣ የናሙና ዝግጅት አስቀድሞ ያስፈልጋል። ለኤክስሬይ ትንተና የሚከተሉትን ቅድመ ሁኔታዎች ማሟላት አለባቸው፡

ወጥነት። ይህ ሁኔታ ለፈሳሽ ናሙናዎች በጣም በቀላሉ ሊሟላ ይችላል. ከጥናቱ በፊት ወዲያውኑ መፍትሄውን ሲያስተካክሉ, ይደባለቃሉ. በአጭር የሞገድ የጨረር ክልል ውስጥ ለሚገኙ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች፣ ተመሳሳይነት የሚገኘው በዱቄት በመፍጨት እና ረጅም የሞገድ ርዝመት ባለው ክልል ውስጥ ከፍሎክስ ጋር በመዋሃድ ነው።
ውጫዊ ተጽእኖዎችን የሚቋቋም።
ከናሙና ጫኚ መጠን ጋር የሚመጥን።
የጠንካራ ናሙናዎች ጥሩ ሸካራነት።

የፈሳሽ ናሙናዎች በርካታ ጉዳቶች ስላሏቸው (ትነት፣ ሲሞቅ መጠናቸው መለወጥ፣ ዝናብበኤክስ ሬይ ጨረሮች (ኤክስ ሬይ ጨረር) ተግባር ስር ይዝለሉ) ፣ ለኤክስ ሬይ ስፔክትራል ትንተና ደረቅ ነገሮችን መጠቀም ተመራጭ ነው። የዱቄት ናሙናዎች በኩቬት ውስጥ ይጣላሉ እና ይጫኑ. ኩቬት በመያዣው ውስጥ በአስማሚው በኩል ተጭኗል።

ለቁጥራዊ ትንተና የዱቄት ናሙናዎች ወደ ታብሌቶች እንዲጫኑ ይመከራል። ይህንን ለማድረግ, ንጥረ ነገሩ በዱቄት ዱቄት ላይ ይጣበቃል, ከዚያም በፕሬስ ላይ ጡባዊዎች ይሠራሉ. የሚጣበቁ ንጥረ ነገሮችን ለመጠገን በቦሪ አሲድ ንጣፍ ላይ ይቀመጣሉ። አረፋዎች አለመኖራቸውን በማጣራት በ pipette በመጠቀም ፈሳሾች ወደ ኩዌቶች ይፈስሳሉ።

የናሙናዎች ዝግጅት፣የመተንተን ቴክኒክ እና ምርጥ ሁነታ፣የደረጃዎች ምርጫ እና የትንታኔ ግራፎች መገንባት በእነሱ ላይ የፊዚክስ፣ኬሚስትሪ መሰረታዊ ነገሮችን ማወቅ ያለበት በኤክስሬይ ስፔክትራል ትንተና የላብራቶሪ ረዳት ይከናወናል። ፣ የስፔክትሮሜትሮች ንድፍ እና የምርምር ዘዴ።

የጥራት ትንተና

የናሙናዎች የጥራት ስብጥር መወሰን በውስጣቸው የተወሰኑ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን ለመለየት ይከናወናል። መጠኑ አልተካሄደም። ምርምር በሚከተለው ቅደም ተከተል ይከናወናል፡

ናሙናዎችን በማዘጋጀት ላይ፤
ስፔክትሮሜትሩን በማዘጋጀት (ማሞቅ፣ ጂኖሜትሪ መጫን፣ የሞገድ ርዝመቱን ማስተካከል፣ የፍተሻ እርምጃ እና በፕሮግራሙ ውስጥ የተጋላጭነት ጊዜ)፤
የናሙናውን ፈጣን ፍተሻ፣ የተገኘውን ስክሪፕት በኮምፒዩተር ማህደረ ትውስታ ውስጥ መቅዳት፤
የተፈጠረውን ስፔክትራል መበስበስን በመግለጽ ላይ።

በእያንዳንዱ ቅጽበት የጨረር ጥንካሬቅኝት በኮምፒተር መቆጣጠሪያው ላይ በግራፍ መልክ ይታያል ፣ የሞገድ ርዝመቱ በተሰየመበት አግድም ዘንግ ፣ እና በቋሚው ዘንግ - የጨረር መጠን። የዘመናዊ ስፔክትሮሜትሮች ሶፍትዌር የተገኘውን መረጃ በራስ-ሰር መፍታት ያስችላል። የጥራት የኤክስሬይ ትንተና ውጤት በናሙና ውስጥ የተገኙ የኬሚካል መስመሮች ዝርዝር ነው።