准光学薄态下自吸收校正的铜锌合金CF-LIBS定量分析研究

免定标(CF)方法是一种面向激光诱导击穿光谱(LIBS)的定量分析方法,可在无定标曲线的情况下直接完成探测元素的含量计算,但传统CF-LIBS的实际定量结果往往与真实值存在一定差距。为了提高CF-LIBS定量分析结果的精度,本文使用三种不同质量比的标准铜锌合金靶进行CF-LIBS定量分析计算,通过“准光学薄态逼近”和“谱线自吸收校正”,成功实现了合金靶中Zn/Cu质量比的准确定量。在具体实施过程中,首先通过调节“激光能量”和“探测延时”逼近元素双线比的理论强度值,以此寻获等离子体的“准光学薄”状态。在此基础上,根据元素谱线计算相应的自吸收系数,依据该系数进行LIBS光谱强度的修正,以此完成LIBS谱线的自吸收校正。两部分工作的有效结合,显著提升了CF-LIBS定量的分析精度,结果显示测算的铜锌元素质量比与实际含量非常吻合,三种标准铜锌合金靶的定量误差均小于3.5%,证明了本文所提出方法的有效性和合理性,未来有望在其他领域获得应用验证。

基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的单点修正激光诱导击穿光谱

为进一步提高单点修正激光诱导击穿光谱(OPC-LIBS)的定量分析精度,提出了基于萨哈-玻尔兹曼图与自吸收校正的OPC-LIBS方法,利用该方法对两个钛合金样品中的Ti、V和Al元素进行了定量分析,并将其定量结果与基于玻尔兹曼图的OPC-LIBS、基于萨哈-玻尔兹曼图的OPC-LIBS以及基于玻尔兹曼图和自吸收校正的OPC-LIBS的结果进行了对比分析。研究结果表明,所提出的改进方法在4种方法中可获得最小的定量误差,测量两个钛合金样品中3种元素的平均相对误差(MREs)分别为4.11%和3.99%,证明所提出的改进方法可有效提高OPC-LIBS的定量分析精度。

土壤样品γ谱分析自吸收校正技术研究

用点源实验方法,表征了探测器晶体的结构参数,以此为基础利用蒙卡模拟计算了不同质量样品对各种能量γ射线的线衰减系数和探测效率,进而建立了75 mm×25 mm样品自吸收校正因子F(μ)的关系式;使用标准面源模拟体源不同高度的薄层,通过γ能谱测量得到体源不同高度薄层的探测效率与其高度的函数关系式ε(h),积分获得体源探测效率,进而建立75 mm×25 mm样品自吸收校正因子随γ射线线衰减系数的变化关系F(μ),面源实验建立的F(μ)关系式与蒙卡计算得到的F(μ)关系式趋于一致。以蒙卡计算模型为依据,拓展计算了75 mm×75 mm盒装土壤样品的F(μ)函数关系,并实验验证了计算结果的有效性。利用建立的F(μ)函数关系对取自某污染场址的多个土壤样品进行测量结果自吸收校正,建立了样品质量和自吸收校正因子的函数关系F(m),并给出土壤样品自吸收校正的技术方法。

裂变气体核素γ射线效率刻度中的自吸收校正

针对裂变气体核素HPGe探测器效率刻度中的自吸收校正问题,本工作详细描述了源盒、探测器和源物质等计算中需要的参数,按照实际的几何布局建立了HPGe探测器效率的蒙特卡罗计算模型,并编制了相应计算程序。计算模型可靠性得到实验数据的验证,用该模型计算了裂变气体核素在不同源介质下的探测效率,得到了相应的自吸收校正因子。

基于多粒子LIBS谱线的自吸收校正方法研究

为克服自吸收效应对炉渣样品定量分析结果的影响,基于快速模拟退火算法的优化过程,结合等离子体发射光谱的基本理论,发展了一种基于多种粒子发射谱线的自吸收校正算法,给出了该算法的流程图。利用前述自吸收校正算法分别对精炼渣和高炉渣样品的激光诱导等离子体发射光谱强度进行校正,并结合无标分析法,对比分析了自吸收校正算法对样品成分定量分析结果的影响。对比自吸收校正前后的Boltzmann图可以看出,经自吸收校正后,等离子体中各粒子的温度均稳定在11600K左右,结果明显趋于一致。利用自吸收校正后同种粒子的等离子体光谱构建的Boltzmann图中,除一组数据外,其他数据在Boltzmann图中的截距基本一致。利用经自吸收校正后的谱线,对两种炉渣样品成分进行定量分析的结果表明:对于精炼渣,MgO的定量分析结果精度不高,若不分析MgO的含量,则CaO,Al2O3和SiO2等成分定量分析结果的相对误差会明显降低;对于MgO含量为8.49%的高炉渣样品,Al2O3定量分析结果的精度最高,相对误差为2.38%,MgO最低,相对误差为28.27%,但基本可以反映出该成分在样品中的含量。

铀生产工艺设备中滞留量测量的自吸收校正方法

实现铀生产工艺设备中滞留量的准确测量是核材料衡算与控制过程的一个关键点。由于γ射线的自吸收效果显著,工艺设备几何结构特殊,无法采用常规校准方法进行数据处理。本文开展该情况下的自吸收校正方法研究,在物料厚度、介质成分、几何参数不确定的条件下,初步建立了自吸收二维校正模型。模拟样品验证表明,建立的自吸收二维校正模型满足铀生产工艺设备滞留量测量的需求。

激光聚变实验中含有吸收校正的轴对称重建

此文提出一种激光等离子体吸收和发射系数的关系的处理方法 ,且用于激光等离子体轴对称重建的吸收校正 ,由此提出一种算法进行轴对称重建。计算结果表明采用吸收校正后的重建效果大为改善。

聚乙烯样品源γ自吸收校正的MC模拟

介绍了一种放射性样品检测的γ射线自吸收校正方法。对聚乙烯为介质的均匀体源样品进行了无损透射测量和发射测量实验,并使用MCNP程序对透射测量和发射测量过程进行模拟,由透射测量得到样品对多个能量γ射线的线衰减系数,拟合得到线衰减系数随能量变化的特征方程,从而获取发射γ射线在样品中的线衰减系数以及自吸收校正因子,结合发射γ射线的探测效率,计算得到校正后的样品活度。验证实验表明:样品校正活度相对误差均在6%以内。

体源的γ射线自吸收校正

测定了２４１Ａｍ圆柱状体源的自吸收校正因子。用此实验值对两种自吸收校正计算方法所给出的理论计算值作了比较，并对结果进行了探讨．

等离子体图像诊断中带吸收校正的轴对称重建

在轴对称等离子体的图像诊断中,根据等离子体在某个方向的X射线强度图像可以重建出辐射系数的空间分布.由于X射线在等离子体的传播过程中存在一定的吸收,需要在重建过程中考虑吸收校正.本文在滤波反投影法(FBP)的基础上,结合X射线在等离子体中的吸收规律,提出了带吸收校正的FBP迭代算法.通过对钠等离子体辐射系数的轴对称重建模拟,发现该算法重建精度高,收敛性好,取得了很好的重建结果.

X射线能谱探头表面污染层的附加吸收校正

在无标样能谱定量分析过程中，若用来分析的元素间的谱线能量差较大，则对污染层的附加吸收校正是必需的．由于污染层的碳氢比例不确定，厚度又是个变量，因此，校正因子也是不确定的．本人认为可采用以下两种方法加以校正．１准标样法对一成分已知的样品进行分析，找出一...

桶装α废物分类检测装置的中子吸收校正技术研究

桶装α废物分类检测装置(Waste Drum Assay System,WDAS)在测量废物桶中铀、钚含量时受到桶中介质吸收的影响,从而影响测量精度,为核材料衡算和军控核查带来挑战。本文提出了一种用于校正中子符合计数的方法,通过建立废物桶介质对外加中子源的吸收校正因子和对样品的吸收校正因子的刻度函数关系校正废物桶含钚废物的符合中子计数,从而准确地测量α废物活度和质量。经实验验证,校正后~(252)Cf活度与标准值之间的相对偏差显著减小,校正结果均优于7%。实验验证了方法的可行性,为该装置后续的推广应用提供了基础。

火焰原子吸收光谱法测定钙、镁背景吸收校正问题的探讨

指出了原子吸收光谱法对钙、镁离子浓度的测定受火焰条件、试样有背景吸收等因素影响,利用原子吸收光谱法对钙、镁标准样品进行了实验室分析,研究了自吸效应背景校正法和连续光源背景校正法测定钙、镁元素的准确度。结果表明:当火焰条件固定,测定钙元素时,选择自吸效应背景校正法的测定准确度高于连续光源背景校正法;测定镁元素时,连续光源背景校正法的测定准确度高于自吸效应背景校正法。

基于深度学习的扇束X射线荧光计算断层扫描自吸收校正

在X射线荧光计算断层扫描(XFCT)成像过程中,样品本身对入射X射线以及荧光X射线的吸收衰减是制约其高质量图像重建的重要因素之一。本文提出一种基于深度学习的X射线荧光CT自吸收校正方法,利用基于U-Net的卷积神经网络学习原始投影数据中的对称结构分布,从受自吸收影响的正弦图中恢复完备的投影数据。通过数值模拟建立扇束XFCT成像系统获得20000组荧光正弦图,实现网络训练、测试与验证,并通过Geant4软件仿真获得受自吸收影响的投影数据进行进一步验证。结果表明,训练良好的神经网络能对不完整的投影数据实现自吸收校正,进而提高重建图像的质量。

基于电子温度与电子密度的光谱自吸收校正

针对激光诱导击穿光谱自吸收影响铝土矿定量检测精度的问题,提出基于等离子体电子温度与电子密度的自吸收校正方法,建立了双重自吸收校正模型,实现了铝土矿主要元素的发射光谱自吸收校正。通过激光诱导击穿光谱(LIBS)技术激发铝土矿元素光谱,结合NIST库筛选出铝土矿样品中Al、Si、Fe、Ti元素的主要特征谱线,并利用元素能级性质选定内参考线,通过比较玻尔兹曼图决定系数(R2)与自由定标激光诱导击穿光谱(CF-LIBS)定量分析精度,验证了提出的自吸收校正模型的可行性。通过计算等离子体电子温度确定谱线自吸收系数,完成谱线的第一次校正,结果显示Al、Si、Fe、Ti元素含量的准确性分别提高了5.21%、5.94%、11.28%和5.62%;利用谱线展宽理论及电子密度,完成了谱线的第二次校正,结果显示主要元素含量的准确性进一步提高了3.19%、4.26%、4.49%和3.37%。经过两次校正,样本中各元素的玻尔兹曼拟合系数得到了很大改善,定量分析精度得到了提高。

原子吸收光谱中的背景吸收及仪器校正技术的发展

介绍了火焰原子吸收光谱 (FAAS)和石墨炉原子吸收光谱 (GFAAS)背景吸收干扰的特点 ,讨论了氘灯连续光源背景校正、塞曼效应背景校正、自吸收效应背景校正的原理和优缺点 。

激光诱导击穿光谱技术在绝缘子污秽快速定量检测中的应用

为研究激光诱导击穿光谱技术在绝缘子污秽快速定量检测中的应用,提升绝缘子污秽检测精度与速度,本文搭建基于激光诱导击穿光谱技术的检测平台对人工污秽与自然污秽样本进行测试,其中人工污秽样本由NaCl、CaSO_(4)、CaCO_(3)与高岭土混合形成,自然污秽样本则取自南方某地区电网中运行2年与4年的硅橡胶绝缘子,借助自由定标激光诱导击穿光谱方法对绝缘子污秽进行快速定量检测。结果表明:两个人工污秽样本中存在不同比例的9种元素成分,而两个自然污秽样本则分别存在9种和11种不同的元素;经过自吸收校正后,绝缘子污秽元素在玻尔兹曼图中表现为分布点排列整齐、回归线斜率一致、拟合程度高以及各元素的谱线强度明显增强,有效降低了自吸收效应对绝缘子污秽快速定量检测的影响,使检测精度得到提升。

铌酸盐材料的透射EDS定量分析及自校正方法

由于在TEM中薄试样厚度测量有难度,致使X射线能量色散谱(EDS)定量分析的相关校正难以有效进行。厚度吸收效应的自校正方法,可以不需要测量试样厚度也能进行EDS定量校正。该方法要求在谱线中包含同一元素两个不同线系,其强度比与理论值的差异就会体现出厚度效应,从而可以"间接"开展吸收的定量校正,无需通过其它途径测量试样厚度。本文通过具有固定组分的铌酸钡钠微晶验证该方法,发现铌的自校正效应可较有效地用于校正重元素钡的含量,而对于轻元素钠的校正还需考虑其它误差的作用。同样方法定量分析相同结构的铌酸锶钡织构化陶瓷,可以更为准确地测定和判定晶粒内部微区的化学组分,从而为进一步开展陶瓷材料内部微观"扩散相图"的研究工作提供必要的微分析技术基础。

激光聚变中存在吸收的图像重建

本文提出一种处理激光等离子体中含吸收的图像重建方法 ,运用最大熵原理推导出适用于含吸收的重建算法。采用不同的图像实例进行模拟计算 ,计算结果表明采用吸收校正方法的精度明显高于不考虑吸收校正的精度。

一种估算吸收误差的修正方法

在衍射数据收集过程中,晶体、毛细管及母液会带来较严重的吸收误差。基本上有两类校正方法:实验法及计算法。文献中所述的各种计算校正吸收方法虽较精确但过于复杂。本文试图在一些合理近似下简化计算方法,并用此法校正了一套小分子四圆衍射仪数据及一套蛋白质Rotation camera数据。