第35卷：第9期 2015年9月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 9 , pp2487-2491
September,2015
毛细管X光透镜三维共聚焦微束X射线荧光技术
在岩矿样品分析中的应用
李坊佐1,2.3，刘志国1，2，3，孙天希1,2.3*，易龙涛1,2.3，赵伟刚1.2,3，何佳霖1,2,3，
彭松1,2，3，王丽丽1,2.3，赵广翠1.2，3，丁训良1,2,3 1.北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室，北京100875
2.北京师范大学核科学与技术学院，北京100875 3.北京市辐射中心，北京100875
摘要利用毛细管X光透镜搭建了三维共聚焦微束X射线荧光谱仪，处在激发道的多毛细管X射线会聚透镜和处在探测道的多毛细管X射线平行束透镜处于共聚焦状态，该共聚焦结构降低了X射线荧光光谱的背底，从面有利于降低的X射线荧光分析技术的探测极限，在上述共聚焦结构中，多毛细管X射线会聚透镜和多毛细管X射线平行束透镜的焦斑重合形成共聚焦微元，探测器只能探测到来自该共聚焦微元内的 X射线荧光信号，当该共聚焦微元在样品移动时，就可利用该共聚焦技术原位无损得到样品内部的三维X射线荧光信息，该共聚焦技术使用的多毛细管X射线会聚透镜其有10”量级的功率放大借数，从而降低了该共聚焦技术对高功率X射线源的依赖程度，即利用低功率普通X射线源就可以设计毛细管X光透镜共聚焦 X射线荧光技术。利用上述共聚焦微束X射线荧光谱仪对两种岩矿样品进行三维无损分析，在其中一种岩石中发现：Fe浓度大的区域Cu的浓度也大，这在一定程度上反映了岩矿自然生长的机理。实验结果证明：该共聚焦X射线荧光技术可以在不破坏样品情况下分析岩矿样品中元素成分组成和元素三维分布情况。该共聚焦三维微束X射线荧光技术在矿石勘察、玉器选材和鉴别、石质食用器皿、“赌石”和象用石质地板检测等领域具有潜在的应用。
日三维共聚焦微束X射线荧光；元素分布；原位无损分析；岩矿分析
关键词
中图分类号：0434.13
引言
文献标识码：A
DO1: 10, 3964/j. issn. 10000593(2015)09248705
行分析前预处理，警如有时需要将样品溶解制成一定浓度的溶液才能分析，所以它们不属于无损分析方法。质子激发 XRF和同步辐射XRF可以对矿物样品进行无损分析，但相
X射线荧光(XRF)光谱分析技术具有快速、简便、精密度好、准确度高和非破坏性测定等优点，已经广泛的运用于常规测定、在线分析、流程控制、考古研究、环境监测与物理、化学探矿等领域1-11)。其中矿物分析，是矿物学的
一个
重要分支，它可以提供定量或定性的方法来预测和监控矿物结构、形成和组分1。矿物分析技术有许多较为成熟的分析方法，如原子荧光光谱法（AFS），火焰原子吸收法（FAAS)，质子激发X射线荧光（PIXE)，电感耦合等离子体（ICP)和同步辐射XRF11-153。对于原子荧光光谱法、火焰原子吸收法、电感耦合等离子体分析矿物样品时，需要对矿物样品进
收稿日期：2014-07-05，修订日期：2014-11-16
关的设备庞大，运行费较高，并且不便于做现场原位分析。基于普通X射线光管的XRF技术在矿物分析中具有广泛的应用。近年来，基于毛细管X光透镜的共聚焦微束XRF技术备受人们重视，该技术的特点是：在激发道放置毛细管X 光会聚透镜，在探测道放置毛细管光平行束透镜，上述两个透镜处在共聚焦状态而形成共聚焦微元，探测器只能探测到来自该共聚焦微元中的XRF信号，通过共聚焦微元在样品内部的移动，就可以无损获得样品的三维XRF信息，该共聚焦XRF技术，被广泛应用到电化学、生物学和大气科学[5.7.15等领域。
基金项目：国家自然科学基金项目（11375027，11075017），中央高校基本科研业务费专项资金项目（2014KJJCA03)资助
作者简介：李坊佐，1988年生，北京师范大学校科学与技术学院博土研究生
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