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第1章 X射线基本知识1

1.1 原子结构1

1.1.1 原子结构模型1

1.1.2 原子核的组成2

1.1.3 核外电子排布3

1.2 X射线及其特点3

1.2.1 X射线的发现3

1.2.2 X射线的性质4

1.2.3 X射线的特点5

1.3 X射线的激发6

参考文献7

第2章 X射线荧光分析原理8

2.1 莫塞莱定律8

2.2 X射线在物质中的物理作用10

2.2.1 简介10

2.2.2 X射线与物质相互作用原理10

2.3 特征X射线能谱12

2.3.1 全能峰分布12

2.3.2 散射谱线与谱线拖尾14

2.4 X射线荧光计数率计算15

参考文献16

第3章 X射线能谱分析方法17

3.1 能量刻度17

3.2 剥谱法18

3.3 逆矩阵法19

3.4 加权最小二乘法20

3.5 探测器响应函数拟合法21

3.5.1 SDD和Si-PIN探测器响应函数的组成25

3.5.2 拟合优度评价因子26

参考文献27

第4章 能量色散X射线荧光的定量分析29

4.1 基体效应29

4.1.1 影响基体效应的因素29

4.1.2 基体效应的校正方法29

4.2 定量计算方法33

4.2.1 比值分析方法33

4.2.2 工作曲线分析方法34

4.2.3 谱库最小二乘法35

4.3 神经网络非线性预测36

4.3.1 自组织特征映射网络37

4.3.2 径向基函数网络39

4.3.3 神经网络校正技术的应用42

4.4 X射线荧光分析检出限44

4.4.1 X射线荧光分析的检出限44

4.4.2 检出限的基本公式推导44

4.4.3 改善检出限的方法45

参考文献46

第5章 X射线初级辐射激发源49

5.1 X射线管49

5.1.1 X射线管的工作原理50

5.1.2 典型X射线管的结构特点52

5.1.3 特殊构造的X射线管54

5.2 放射性同位素源56

5.2.1 同位素源的要求与特点56

5.2.2 同位素放射源的组成57

5.2.3 几种常用的放射性同位素源58

5.3 加滤光片的直接激发方式60

5.3.1 滤片工作原理60

5.3.2 滤片厚度的理论计算61

5.3.3 滤片的制作工艺简述62

5.3.4 滤片平衡性的测定和调整62

参考文献64

第6章 X射线荧光的探测65

6.1 X射线探测器65

6.1.1 半导体探测器的主要性能66

6.1.2 Si（Li）探测器67

6.1.3 Si-PIN探测器69

6.1.4 SDD探测器71

6.1.5 Si-PIN与SDD的比较73

6.2 偏振X射线荧光探测技术74

6.2.1 X射线荧光偏振化技术的原理74

6.2.2 偏振能量色散X射线荧光谱仪的结构76

6.2.3 激发源76

6.2.4 偏振次级靶76

6.3 预衍射X射线荧光探测技术77

6.3.1 X射线衍射基础78

6.3.2 X射线的相干散射78

6.3.3 预衍射X射线荧光探测技术78

参考文献79

第7章 能量色散X射线荧光分析硬件设计81

7.1 能量色散X射线荧光分析系统组成81

7.2 X射线管激发源的选择83

7.3 高性能低功率高压发生器85

7.3.1 高压产生电路85

7.3.2 高压／电流取样电路86

7.3.3 稳压控制87

7.3.4 管流控制88

7.4 X射线探测器的一般要求89

7.5 X射线谱仪放大器90

7.6 X射线谱仪多道分析器91

7.6.1 上下阈甄别器92

7.6.2 峰值保持电路93

7.6.3 A/D转换电路94

7.6.4 ADS774在系统中的应用94

7.6.5 滑尺电路95

7.7 主要电路简介95

7.7.1 接口电路95

7.7.2 样品托架驱动控制电路97

7.7.3 稳谱电路98

参考文献100

第8章 能量色散X射线荧光分析软件设计101

8.1 多道分析器的软件设计101

8.2 控制系统的软件设计102

8.2.1 控制系统的软件主模块设计102

8.2.2 按键检查部分的程序设计103

8.2.3 串口通信部分的程序设计103

8.2.4 样品位置控制的程序设计104

8.2.5 真空系统控制的程序设计104

8.2.6 信号量检测的程序设计104

8.3 X射线能谱数据处理107

8.3.1 自动寻峰107

8.3.2 能量刻度及特征X射线谱峰识别107

8.3.3 谱线光滑108

8.3.4 峰面积的计算109

8.3.5 定量分析110

8.4 Windows环境下的分析软件设计110

8.4.1 测量系统软件设计110

8.4.2 测试模块设计111

8.4.3 分析样品模块的设计122

8.4.4 标定测量模块的设计123

8.4.5 长稳测量模块设计126

8.4.6 监控测量模块设计126

8.4.7 参数设置模块设计126

8.4.8 数据管理模块的设计129

8.5 Linux环境下的分析软件设计129

8.5.1 GUN/Linux概述129

8.5.2 GUN/Linux的特点129

8.5.3 基于Linux系统的X射线荧光分析仪软件的设计131

8.5.4 数据处理132

参考文献133

第9章 能量色散X射线荧光分析系统测试135

9.1 提高系统性能的方法技术135

9.1.1 温度影响135

9.1.2 比值分析方法139

9.1.3 重峰分解技术140

9.2 复杂多类型样品分析技术141

9.2.1 特征参数分类法的数学描述142

9.2.2 提取特征参数的原则142

9.2.3 相似分类法的数学模型142

9.2.4 多元线性回归分析143

9.2.5 应用与讨论143

9.3 系统能量分辨率测试143

9.4 系统能量线性测试144

9.5 系统检出限测试145

9.6 放射性统计涨落规律和测量精确度145

9.6.1 系统精确度测试147

9.6.2 系统长期稳定性测量148

参考文献148

第10章 工业分析领域中的应用150

10.1 矿石品位在线自动检测系统的工业试验和应用150

10.1.1 概述151

10.1.2 系统安装位置选择151

10.1.3 试验内容及步骤152

10.1.4 取样方案153

10.1.5 试验结果及分析153

10.2 重钢多类型铁矿石特征及方法技术156

10.2.1 矿石特征及方法技术选择背景156

10.2.2 方法技术简介158

10.2.3 应用效果分析158

10.3 矿产勘查中的应用159

10.3.1 地质背景简介159

10.3.2 取样及分析测试160

10.3.3 结果分析161

10.4 海洋多金属结核标样测试161

10.5 冶金行业的应用163

10.5.1 在攀钢炼铁厂的应用164

10.5.2 铁精矿X射线荧光分析在多元素分析中的应用166

10.5.3 偏振化能量色散X射线荧光光谱仪的应用167

参考文献169

第11章 环境评价及其他领域中的应用171

11.1 在土壤和水系沉积物环境污染评价中的应用171

11.1.1 研究区特征171

11.1.2 土壤境地球化学研究175

11.1.3 区水系沉积物环境地球化学研究182

11.2 在大气环境分析中的应用190

11.2.1 应用于大气降尘研究190

11.2.2 城市气溶胶的X射线分析191

11.3 在其他领域的应用192

11.3.1 水泥建材行业的应用192

11.3.2 石油行业的应用193

参考文献193

附录Ⅰ 元素周期表196

附录Ⅱ 元素特征X射线能量参数表197

附录Ⅲ 利用公式μ=CEabλn=CEab（12.39 8 1/E）n［cm2/g］计算质量吸收系数时用到的参数202