特征X射线波长表-周期表
X射线 穿透
X射线穿透(2011-10-07 15:28:12)转载标签：教育X射线的特征是波长非常短，频率很高，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米（2——0.006nm）之间。
X射线波长略大于0.5纳米的被称作软X射线。
波长短于0.1纳米的叫做硬X射线。
硬X射线与波长长的（低能量）伽马射线范围重叠，二者的区别在于辐射源，而不是波长：X射线光子产生于高能电子加速，伽马射线则来源于原子核衰变。
X射线谱波长大致介于700～0.1埃范围内的电磁辐射。
在X光管中阴极发射出的电子经高电压加速轰击阳极靶产生的X射线谱有两种。
一种是连续谱，与靶材料无关，是高速电子受到靶的抑制作用，速度骤减，电子动能转化为辐射能，这种过程称为轫致辐射，电子进入靶内的深度不同，电子动能转化为辐射能有各种可能值，因而X 射线的波长是连续变化的，其中最短的波长满足hc／λ0=eV，测定了最短波长λ0和加速电压V可确定h ，是早年测定普朗克常量h的一种方法。
一般最短波长和最长波长相差1.3倍。
例如：计算430kv电压下的最短波长λ0=hc／ev=6.6260693(11)×10^-34 *3×10^8/（1.6*10^-19 *430000）=2.89×10^-12m即0.00289nm另一种是X射线线状标识谱，与加速电压无关，而与靶材料有关。
不同靶元素的X射线标识谱具有相似的结构，随着靶原子的原子序数Z的增加，只是单调变化，而不是周期性变化。
标识谱的这一特征表明它是原子内层电子跃迁所产生的。
当高速电子轰击靶原子，将原子内层电子电离，内层产生一个电子的空位，外层电子跃迁到内层空位所发出的电磁辐射谱线就是标识谱。
周向辐射制冷携带式X射线机 XXH-3506，XXHZ-3506适合用于较厚的铁板及大管径焊缝检测，可一次曝光完成一周焊缝检测.型号输出电压(kv)输入(kw)焦点尺寸(mm)辐射角度最大穿透（A3mm）透照时间（s）XXH-3506 180～350 3.4 1.0×5.025+5°55mm 5 XXH-3506 180～350 3.4 1.0×5.025+5°65mm 10 XXHZ-3506 180～350 3.4 1.0×5.030+5°50mm 5 XXHZ-3506 180～350 3.4 1.0×5.030+5°60mm 10定向辐射制冷携带式X射线机XXQ-3506适合较厚的铁板、铝、橡胶等材质检测，可以获得满意的成像质量和清晰度.型号输出电压输入（kw）焦点尺寸（mm）辐射角最大穿透透照时间(kv) 度(A3mm）（s）XXQ-3506 180～350 3.4 2.8×3.040+5°60mm 5分钟XXQ-3506 180～350 3.4 2.8×3.040+5°70mm 10分钟射线高级计算题1.将两块薄板并列在一起进行射线透照，设其中一块薄板材料质为A，厚度为TA，另一块材质为B，厚度为TB，若A、B的底片黑度分别为DA和DB,试证：DA-DB=0.3GAB(TB/HB-TA/HA) (HA,HB--A,B的半价层，GAB--胶片在DA和DB 之间的平均梯度,又假定是单一波长Χ射线,且为薄板，散射线影响可忽略不计) 证:设无吸收体时的X射线强度为I0,透过厚度TA,TB后的X射线强度分别为IA,IB,则:IA=I02(-TA/HA)--(1), IB=I02(-TB/HB)--(2),(1)÷(2)得:IA/IB=2[(TB/HB)-(TA/HA)]lgIA-lgIB=[(TB/HB)-(TA/HA)](lg2)=0.3[(TB/HB)-(TA/HA)]--(3),∵G AB= (DA-DB)/(lgIA-lgIB)∴DA-DB=GAB(lgIA-lgIB),代入(3)得:DA-DB=0.3GAB(TB/HB-TA/HA)2.已知γ光子的波长λ为0.35A，求此波长下γ光子的能量为多少电子伏？解：∵E=hν=hc/λ=12.395/λ ∴E=12.395/λ=12.395/0.35=35414.3ev3.当阳极靶采用钨（Z=74）,管电压为350KV，管电流10mA，求X射线的转换效率是多少？（η=1×10-9）解：∴η=ηzv=1×10-9×74×350000=0.0259=2.59% ∴X射线的转换效率为2.59%4.当X射线的最短波长是0.5A，试求最大波长？解：λmax=1.3λmin=1.3×0.5=0.65A5.在某管电压下产生的X射线穿过某物质其半值层为o.5cm，则它的十分之一值层是多少？解：半值层0.5cm时，μ=(ln2)/0.5=1.39cm-1，十分之一值层时ln10=1.39X，X=(ln10)/1.39=1.65cm6.透过厚铝板的X射线窄射束的照射剂量率是400x10-7C/Kg，再透过20mm 厚的铝板时，剂量率变为200x10-7C/Kg，那么再透过10mm厚的铝板时，剂量率为多少？解：I1=I0e-μx1，200*10-7=400*10-7*e-2μ，μ=（ln2）/2，再按I2=I0e-μx2，这里x2=20+10=30mm=3cm，代入各参数即可求得I2=141x10-7C/Kg7.10个月前购进192Ir源，当时的射源强度为148x1010Bq，现在的强度为多少？（按每月30天计算）解：192Ir源的半衰期为75天，则λ=0.693/T1/2=0.693/75，根据G=G0e-λt,t=10x30(天)，代入得G≈9.25x1010Bq8.已知透过观片灯窗口的光照度为50000lx，若透过底片的光强不少于50lx，则该观片灯能观察底片的最大黑度值为多少？解：设L0=50000lx，L=50lx，则Dmax=lg(L0/L)=lg(50000/50)=39.200kV时，铜相对钢的等效系数为1.4，对15mm铜板照相，需采用多厚钢的曝光量？答案：20mm10.以X光机（有效焦点尺寸3mm）检测厚度10mm的钢板，若要求几何模糊度Ug为0.5，则射源至底片的距离至少应为多少？答案：70mm11.以相同的条件透照同一工件，若焦距缩短20%，则灵敏度稍有降低，而曝光时间可减少多少？答案：36%12.用半衰期为75天的192Ir源在某时间对某工件透照时的最佳曝光时间为40分钟；5个月后，用该源对同一工件透照，为得到同样黑度的射线底片，曝光时间应为多少？答案：2小时40分钟13.用铅箔增感，焦距1200mm，曝光时间8分钟，得黑度1.5，现焦距改为600mm,为使黑度不变，曝光时间应为多少？答案：2分钟14.已知入射光强200cd/m2，则底片黑度为2.3的区域透过的光强为多少？答案：1cd/m215.用60Co源透照某一零件，曝光时间为10分钟，焦距为600毫米，若将焦距变为300毫米，为得到同样黑度的底片，其曝光时间应为多少？答案：2.5分钟16.220千伏时,钢和铜的射线透照等效系数分别为1.0和1.4,此时对20毫米厚的铜板进行射线透照时,需采用钢曝光参数的厚度为多少？答案：28毫米17.强度为30居里的铱192射源，应用多厚的铅板使其照射率降为0.2R/h 以下？（注：192Ir的r.h.m/Ci为0.55，对铅的半值层为0.12cm）答案：8mm18.铱192的强度为80Ci，射线照相时射源至底片距离50cm，底片黑度2.0，现射源衰退至20Ci，要以同样的照相时间的到同样的结果，则射源至底片的距离应为多少？答案：25cm19.铱192射源强度为50Ci,欲照射2英寸厚度的钢板时曝光系数为0.95,如射源至底片距离25英寸,则曝光时间应为多少？答案：11.9分钟20.192Ir对铅的半值层厚度为0.12cm，若射线剂量需由40mR/h降低为2.5mR/h，则需要的铅屏蔽厚度是多少？答案：0.48cm21.铅对铱192的半值层为1.2mm，铱192的r.h.m/Ci为0.55，假设现有一个50居里的铱192源，距射源10米时，要使剂量率降至10mR/h，需要多厚的铅板屏蔽？答案：5.7mm22.某γ放射源的衰变常数λ=0.021/年，则其半衰期为多少？答案：33年23.管电压为2000KV的X射线管发出的X射线最短波长是多少？答案：λmin=1.24/2000=0.00062mm24.观片灯的入射光强度为500 lx时，观察黑度为0.7的X射线底片，则透过底片的光强度为多少？答案：100 lx25.192Ir的γ射线通过水泥墙后，照射率衰减到200mR/h，为使照射率衰减到10mR/h以下，至少还应复盖多厚的铅板？（HPb=0.5mm）答案：21.5mm 26.采用4.5x4.5mm方形有效焦点的X光机透照厚度100mm的工件，当焦距为1000mm时，其“几何模糊度”是多少？0.5mm27.距离射线源1米处的吸收当量剂量率为472.5毫雷姆/小时，设射线人员在不超过2.1毫雷姆/小时的情况下，应距射线源多远？答案：15m28.用60Coγ射线源，焦距900mm进行透照，曝光时间为12分钟时可获得黑度满意的射线照相底片，如将焦距变为800mm，要得到同样黑度的底片，则曝光时间应为多少？答案：9.5分钟29.用某种胶片透照工件，当管电流和曝光时间的乘积为10mA·min时，底片黑度为1.0，如果其他条件不变，要将黑度提高到2.5，求所需曝光量为多少？（由胶片特性曲线查得黑度为2.5和1.0时所对应的曝光量对数差为1）解：已知E1=10mA·min，D1=1.0，D2=2.5，lgE2-lgE1=1，求E2=？lgE2-lgE1=lg(E2/E1)=1，E2=10E1=10x10=100mA·min30.设有一辐射单一波长γ射线的同位素源，某时在离射源200cm处测得其照射率，14天后同一时刻在离射源192cm处测出其照射率与前同，问此射源半衰期为多少天？解：设此同位素原来的原子核数为N0，14天后同一时刻的原子核数为N，则由衰减律公式 N=N0e-14λ--(1),式中：λ--衰变常数,又设I1和I2分别为距N0 200cm处和距N 200cm处的放射强度，设I3为距N 192cm处的放射强度，则按题意有I1=I3--(2)I2/I3=(192/200)2 --(3) I2/I1= N/N0--(4),由(1)～(4)式得:e-14λ= N/N0 =I2/I1=I2/I3=(192/200)2 e-7λ=0.96 (-7λ)=ln0.96λ=0.00583∴T1/2=0.693/λ=0.693/0.00583≈119d31.对管电压和管电流都保持不变的某一个曝光量，当焦距从1200mm改为900mm时，曝光时间必须从原来的8分钟变为多少分钟？答：4.5分钟32.某台X光机的阳极靶为钨（原子序数Z=74），测得其最短波长为0.045，求在极限波长下的管电压为多少？X射线的转换效率是多少？（计算精确到小数点后两位）解：比例系数α=1.2*10-6/千伏，由λ=12.4/V(千伏)得到V=12.4/λ=12.4/0.045=276(KV) 由η=VZα=276(千伏)*74*(1.2*10-6/千伏)=0.0245=2.45%33.今摄得黑度分别为2.1和2.9的两张底片，按同一条件进行观察，观片时若透过光以外的环境光强与透过黑度为2.9的底片后的光强相同，则同一直径的象质计金属丝在黑度2.9的底片上可见对比度是黑度2.1的底片上可见对比度的几倍？（设黑度在1.2～3.5范围内，△D与D成正比。
X射线荧光光谱分析技术简介1
3.3 标样制作
要做一个测定铝粉的标样如何制作？
1 基础理论与知识
利用X射线荧光进行元素定性、定量分析工作，需要以下 三方面的理论基础知识：
三大定律
1 莫塞莱定律
2
布拉格定 律
3
朗伯-比尔 定律
莫塞莱定律(Moseley's law)，是反映各元素X射线特征光谱规律 的实验定律。1913 年H.G.J.莫塞莱研究从铝到金的38种元素的X射 线特征光谱K和L线，得出谱线频率的平方根与元素在周期表中排列 的序号成线性关系。
2.2 分光系统
分光系统的主要部件是晶体分光器，它的作用是通过晶体衍射现象把 不同波长的X射线分开。根据布拉格衍射定律2dsinθ=nλ，当波长为λ的X射 线以θ角射到晶体，如果晶面间距为d，则在出射角为θ的方向，可以观测 到波长为λ=2dsinθ的一级衍射及波长为λ/2，λ/3等高级衍射。改变θ角，可 以观测到另外波长的X射线，因而使不同波长的X射线可以分开。
2.3 检测记录系统
X射线荧光光谱仪用的检测器有流气正比计数器和闪烁计数器。
上图是流气正比计数器结构示意图。它主要由金属圆筒负极和芯线正 极组成，筒内充氩（90%）和甲烷（10%）的混合气体，X射线射入管内， 使Ar原子电离，生成的Ar+在向阴极运动时，又引起其它Ar原子电离，雪 崩式电离的结果，产生一脉冲信号，脉冲幅度与X射线能量成正比。所以 这种计数器叫正比计数器，为了保证计数器内所充气体浓度不变，气体一 直是保持流动状态的。流气正比计数器适用于轻元素的检测。
X射线特征光谱
根据莫色莱定律，将实验结果所得到的未知元素的特征X射线谱线波长， 与已知的元素波长相比较，可以确定它是何元素。它是X射线光谱分析的 基本依据，也是X射线荧光光谱分析和电子探针微区成分分析的理论基础
分析思路：
使未知物质发出 特征X射线
经过已知晶体 进行衍射
根据莫塞莱定律求 出原子序数
用标准样品 标定出K和
莫塞来定律
由莫塞莱 K 线公式
~K
R(112
-
1 22
)(Z
-1)2
18 Ar 4.194A
可算出 Z
121.6
1 Nhomakorabea19 27
K Co
3.74A
1.79A
28 Ni 1.66A
莫塞来定律的应用
算出波长
同时，莫塞莱定律也被并入整个量子力学的原子观。在一个 K 壳层电子 被弹出后，单独剩余在 K 壳层的另一个1S电子所扮演的角色，可以用薛 定谔方程式给予完整地合理解释。由于与本课程无关，不予讨论。
1913年莫塞莱测量了从Al到Au共38种元素的X射线 的K线系，发现各元素发射的K线系波数的平方根 与原子序数Z成线性关系。
= K ( Z – ơ)
式中 K——与靶材物质主量子数有关的常数 Ơ——屏蔽常数，与一电子所在的壳层位置有关
莫塞来定律
采用原本芮得柏格式标记，莫塞莱
的 K-α 谱线和 L-α 谱线的公式可
莫塞来定律
根据元素X射线在图上的位置, 就可定出该元素的原子序数
早期元素周期表是按原子量大小顺序排列的。如K(A=39.1) 在Ar(A=39.9)前；Ni(A=58.7)在Co(A=58.9)前。 由莫塞莱图给出 Kα－X射线波长是Ar:4.19 ；K:3.74 ； Co:1.79 ； Ni:1.66
X射线特征光谱
用标准样品 标定出K和
算出波长
同时，莫塞莱定律也被并入整个量子力学的原子观。在一个 K 壳层电子 被弹出后，单独剩余在 K 壳层的另一个1S电子所扮演的角色，可以用薛 定谔方程式给予完整地合理解释。由于与本课程无关，不予讨论。
莫塞来定律的应用
根据莫色莱定律，将实验结果所得到的未知元素的特征X射线谱线波长， 与已知的元素波长相比较，可以确定它是何元素。它是X射线光谱分析的 基本依据，也是X射线荧光光谱分析和电子探针微区成分分析的理论基础
分析思路：
使未知物质发出 特征X射线 根据莫塞莱定律求 出原子序数
经过已知晶体 进行衍射
莫塞来定律
根据元素X射线在图上的位置, 就可定出该元素的原子序数
早期元素周期表是按原子量大小顺序排列的。如K(A=39.1) 在Ar(A=39.9)前；Ni(A=58.7)在Co(A=58.9)前。
由莫塞莱图给出 Kα－X射线波长是Ar:4.19 ；K:3.74 ； Co:1.79 ； Ni:1.66
1913年莫塞莱测量了从Al到Au共38种元素的X射线 的K线系，发现各元素发射的K线系波数的平方根 与原子序数Z成线性关系。
= K ( Z – ơ)
式中 K——与靶材物质主量子数有关的常数 Ơ——屏蔽常数，与一电子所在的壳层位置有关
莫塞来定律
采用原本芮得柏格式标记，莫塞莱 的 K-α 谱线和 L-α 谱线的公式可 以表达为： 1 2 1 ~ K R ( Z 1) ( 2 2 ) 1 2
莫塞来定律
由莫塞莱 K 线公式
~
K
1 1 R ( 2 - 2 )(Z - 1) 2 1 2
Ar K Co Ni 4.194A 3.74A 1.79A 1.66A
X射线
穿透作用
X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关，利用差别吸收这种性质可以把密度不同的物质区分开来。（左图为X射线行李检查仪）
实验生成
射线特征 频率值高
辐射同步
穿透力强
射线分类 辐射分类
波长分类
物理效应 穿透作用
电离作用
荧光作用
其它作用
化学效应 感光作用
着色作用
生物效应探测器实际应用
医学领域 工业领域 研究领域展开 编辑本段基本认识
X射线的特征是波长非常短，频率很高。因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而
中文名称：X射线 英文名称：X-ray 定义：由高速电子撞击物质的原子所产生的电磁波。 应用学科：机械工程（一级学科）；试验机（二级学科）；无损检测仪器-射线探伤机（三级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
求助编辑百科名片
X光足部照片波长介于紫外线和γ射线 间的电磁辐射。X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10埃范围内的称软X射线。
X射线光电子能谱(XPS)
X射线光电子能谱（XPS）X射线光电子能谱是利用波长在X射线范围的高能光子照射被测样品，测量由此引起的光电子能量分布的一种谱学方法。
样品在X射线作用下，各种轨道电子都有可能从原子中激发成为光电子，由于各种原子、分子的轨道电子的结合能是一定的，因此可用来测定固体表面的电子结构和表面组分的化学成分。
在后一种用途时，一般又称为化学分析光电子能谱法（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，简称）。
与紫外光源相比，X射线的线宽在以上，因此不能分辨出分子、离子的振动能级。
此外，在实验时样品表面受辐照损伤小，能检测周期表中除和以外所有的元素，并具有很高的绝对灵敏度。
因此是目前表面分析中使用最广的谱仪之一。
7.3.1 谱图特征图7.3.1为表面被氧化且有部分碳污染的金属铝的典型的图谱。
其中图（a）是宽能量范围扫描的全谱，主要由一系列尖锐的谱线组成；图（b）则是图（a）低结合能端的放大谱，显示了谱线的精细结构。
从图我们可得到如下信息：1．图中除了和谱线外，和两条谱线的存在表明金属铝的表面已被部分氧化并受有机物的污染。
谱图的横坐标是轨道电子结合能。
由于X射线能量大，而价带电子对X射线的光电效应截面远小于内层电子，所以主要研究原子的内层电子结合能。
由于内层电子不参与化学反应，保留了原子轨道特征，因此其电子结合能具有特定值。
如图所示，每条谱线的位置和相应元素原子内层电子的结合能有一一对应关系，不同元素原子产生了彼此完全分离的电子谱线，所以相邻元素的识别不会发生混淆。
这样对样品进行一次宽能量范围的扫描，就可确定样品表面的元素组成。
2．从图7.3.1（b）可见，在和谱线高结合能一侧都有一个肩峰。
如图所标示，主峰分别对应纯金属铝的和轨道电子，相邻的肩峰则分别对应于中铝的和轨道电子。
这是由于纯铝和中的铝所处的化学环境不同引起内层轨道电子结合能向高能方向偏移造成的。
这种由于化学环境不同而引起内壳层电子结合能位移的现象叫化学位移。
X射线的发射谱解析
X射线的发射谱实验测得的X射线的发射谱----X射线的波长与强度的关系如图所示。
从图中可以看出，X射线谱是由两部分构成的，一是波长连续变化的部分，称为连续谱，它的最小波长只与外加电压有关；另一部分是具有分立波长的谱线，这部分线状谱线要么不出现，一旦出现，它们的峰所对应的波长位置完全决定于靶材料本身，故这部分谱线称之为特征谱，又称标识谱。
一、连续谱----轫致辐射经典电动力学告诉我们，带电粒子变速运动时伴随着辐射；当带电粒子与原子相碰撞，发生骤然减速时，由此伴随产生的辐射称之为轫致辐射，又称为刹车辐射．由于在带电粒子到达靶子时，在靶核的库仑场的作用下带电粒子的速度是连续变化的，因此辐射的X射线就具有连续谱的性质。
λ，其数值只依赖于外加电压V，实验测到的连续谱存在一个最小波长minλ与外加电而与原子序数Z无关，如图所示。
实验发现，连续谱的最小波长min139140压V 的关系为：式中V 是外加电压，以kV 为单位．由此得到的波长m in λ的单位是nm 。
要解释上式的物理含义，必须要利用光的量子说。
如果一个电子在电场中得到的动能eV E k 1=，当它到达靶子时，它全部能量就转成辐射能，那末，由此发射的光子可能有的最大能量显然是min min /1λνhc h eV E k ===代入常数值后，便得到)(/24.11/min eV V nm eV hc ==λmin λ称之为量子极限，它的存在是量子论正确性的又一证明。
上式可用来做为精确测定普朗克常数h 的一个方法。
第一次用这样的方法测量h 的是杜安和亨特(1915年)，测到的h 值与光电效应测到的h 值完全一致，从而进一步说明了普朗克常量的普适性；它在完全不同的光的频率范围内具有完全相同的数值。
二、标识谱----电子内壳层的跃迁各元素的特征X 射线谱有相似的结构，但各元素的特征X 射线的能量值各不相同。
正如指纹被作为人的特征一样，特征X 射线电被用来作为元素的标识。
X射线
X射线的研究历史
• 而为何X射线为什么不被称为特斯拉射线 而是伦琴射线呢？
关于第一个制造出X射线的人是谁，其实是有争议的，就连第一张 X射线照片究竟是哪张也众说纷纭，除了最广为流传伦琴的故事之外，
还有一个关于特斯拉的传说，据说特斯拉早在伦琴创世纪的实验之前就
已经制造出了X射线，并将清晰的影像寄给了伦琴。 不过特斯拉虽然制作出产生 X射线的装置，却没有正确地认识 X 射 线的本质，伦琴被称作X射线的发现者也无可厚非，但特斯拉真正传奇
迷人的X光片~~在X射线下， 任何东西都会很美！！
• 当威廉姆-伦琴宣布他发 现X射线时，在他的论文 中附有一张其妻子戴戒指 的手部的X光照片。伦琴 的发现得到了科学界的认 可。在此后的数十年间， 这张带有金属环的手部骨 骼照片成为了X射线被发 现的标志。
伦琴的发现轰动了欧美，美国《生活》杂志于 1896年发表的这幅漫画，着实渲染了一番X射线的 穿透一切的威力。
X射线的研究历史
• 1869年（清同治八年），物理学家约翰· 威廉· 希托夫观 察到，真空管中的阴极发出的射线遇到玻璃管壁会产 生荧光。顺便说一句，这一年，俄国化学家门捷列夫 发现了元素周期表，震动了科学界，而此时X线的发现 还处于胚胎时期，属于一个不重要的意外。1876年这 种射线被欧根· 戈尔德斯坦命名为“阴极射线”。随后 ，英国物理学家克鲁克斯研究稀有气体里的能量释放 ，并且制造了克鲁克斯管。这是一种玻璃真空管，内 有可以产生高电压的电极。他还发现，当将未曝光的 相片底片靠近这种管时，一些部分被感光了，但是他 没有继续研究这一现象。
X线机产生的X线穿透人体后，形成带有人体内部结构信息的 不可见的X线像。透视时，通过荧光屏、X-TV或数字X线装置；摄 影时，通过X线胶片或数字X线装置，最终得到人眼可分辨的可见 图像，供诊断医师分析，达到诊断疾病的目的。 诊断用X线机 产生X线 穿透人体 不可见X线像
X射线荧光谱基础
X射线与物质的相互作用
• 当X射线被物质吸收时，该物质会产生热效应、 电离效应、光解作用、感光效应、荧光或磷光、 次级特征X射线、光电子、俄歇电子或反冲电 子的激发，辐射损失，以及对生物组织的刺激 和损害等等。
质量吸收系数
dIo
I o a d n或 n
dIo / Io dm
I0
dIo
I o m d m或 m
Heinrich算法
C
Z
4
(12937
)n
(1
bE
ea
)
AE
• Heinrich算法计算的是总的质量衰减系数μ
• 式中E为入射线能量(eV)，Z为吸收体原子序数， A为吸收体原子量，C，n，a和b是随吸收体的 原子序数变化的参数，它们同时也随吸收限区 间而变
de Boer算法
1
(
E1 E
)n
n log(1 2 )
• T. P. Thinh and J. Leroux, New Basic Empirical Expression for Computing Tables of X-ray Mass Attenuation Coefficients, X-ray Spectrom., 1979, 8(2), 85-91.
吸收限跃迁因子
K
K
L1
L11
L111
L1
rk 1 rk
k
L1
k L11
L111
吸收限跃迁因子
JK=17.54-0.6608Z+0.01427Z2-1.1x10-4Z3。 L111壳层的吸收限跃迁因子。 在30≤Z≤83范围内， 其表达式为： JL3=20.03-0.7732Z+0.01159Z2-5.835x10-5Z3。
现代分析测试技术 X射线光谱分析
连续转动 在样品上方放置一块分光晶体，利用晶 体衍射把不同的X射线分开。 特定方向产生衍射： 2dsin = 面向衍射束安置一个接收器．便可记录 下不同波长的x射线。
12
在波谱仪中，X射线信号来自样品表层的一个极小的体积，
可将其看作点光源，由此点光源发射的X射线是发散的，故能
定点定性分析 线扫描分析 面扫描分析
定点定量分析
24
1、定点定性分析
对试样某一选定点（区域）进行定性成分分析，以确定
该点区域内存在的元素。
原理如下： 关闭扫描线圈，使电子束定在需要分析的某一点上，激 发试样元素的特征 X 射线。用谱仪探测并显示 X射线谱，根 据谱线峰值位置的波长或能量确定分析点区域的试样中存在
并测得它们的强度射线光谱分析。据此进行材料的成
分分析，这就是X射线光谱分析。
2
用于探测样品受激产生的特征射线的波长和强度的设备，
称为X射线谱仪；有以下两种： 利用特征X射线的波长不同来展谱，实现对不同波长 X射线 检测的波长色散谱仪(WDS)，简称波谱仪。 利用特征X射线的能量不同来展谱，实现对不同能量 X射线 检测的能量色散谱仪(EDS)，简称能谱仪。 区别：
由于Li离子极易扩散的特性，使用和保存都
要在液氮温度下。
X光子电脉冲信号（脉冲高度与被吸收光子的能量成正比）
6
11.2.2 能量色散谱仪的结构和工作原理
能量色散谱仪主要由Si(Li)半导体探测器、多道脉冲高度
分析器以及脉冲放大整形器和记录显示系统组成。
X光子电流脉冲
电压脉冲
锂漂移硅能谱仪方框图
脉冲高度与被 吸收的光子能 量成正比