Книга посвящена рентгеновской спектроскопии, которая приобретает все более широкое практическое применение в науке и технике. Книга может служить практическим руководством при выборе и освоении аппаратуры, при проведении рентге-но-спектральных анализов и экспериментальных исследований тонкой структуры рентгеновских спектров испускания и поглощения, а также при обработке полученных результатов. Особое внимание уделено теории и практике рентгено-спек-трального качественного и количественного анализа материалов сложного состава (сплавов, руд и минералов).
Книга рассчитана на научных работников, инженеров, техников и лаборантов, работающих в области различных рентгено-спектральных исследований и других видов рентгеновского анализа вещества, а также на аспирантов и студентов старших курсов вузов соответствующих специальностей.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .......................... 7
Введение ............................ 9
V Глава I. Возбуждение рентгеновских лучей........... 11
1. Рентгеновские трубки для анализа по первичным спектрам ... 11
2. Возбуждение рентгеновских лучей в газах........... 24
3. Возбуждение вторичных рентгеновских спектров........ 26
U Глава II. Вспомогательная аппаратура.............. 32
1. Источники питания рентгеновских трубок ........... 32
2. Измерение высокого напряжения................ 46
3. Получение высокого вакуума и вакуумная канализация..... 49
4. Измерение высокого вакуума................. 53
Глава III. Измерение интенсивности рентгеновских лучей. ... 56
1. Фотографическая регистрация................. 56
а) Общие сведения...................... 56
б) Фотоплотность....................... 57
в) Денситометрические характеристики............. 59
г) Определение относительной интенсивности линий...... 66
д) «Условная фотоплотность»................. 69
е) Я-функция......................... 71
ж) Выбор оптимальной экспозиции............... 72
з) Практические указания................... 79
2. Ионизационная регистрация.................. 81
а) Общие сведения...................... 81
б) Ионизационная камера................... 89
в) Пропорциональный усилитель................ 91
г) Пропорциональный счетчик................. 92
д) Счетчик Гейгера...................... 98
3. Сцинтилляционный счетчик.................. 110
4. Другие методы регистрации рентгеновских лучей........ 119
а) Непосредственная регистрация фотоэлектронным умножителем ........................... 119
б) Кристаллический счетчик.................. 120
в) Фотоэлементы...................... . 122
г) Калориметрические методы................. 123^.
5. Статистические основы измерения интенсивностей....... 125*
6. Применение мониторов.................... 136
,... #••*!
1- >^,
Глава IV. Разложение рентгеновских лучей в спектр...... 146
vl. Методы разложения рентгеновских лучей в спектр....... 146
, а) Методы плоского кристалла...............• . 146
Метод Брэггов....................... 146
Метод Соллера....................... 148
• б) Методы вертикальной фокусировки............. 150
Метод Гамоша....................... 150
Метод Кунцля....................... 151
. в) Методы горизонтальной фокусировки............ 153
iX/Метод Иоганна....................... 154
"^ТУ1етод Иоганссона..................... 159
Метод Кошуа....................... 161
Метод Дю-Монда...................... Ifip»
л г) Кристаллы для спектрографов ............... 167
2. Конструкции рентгеновских спектрографов........... 175
а) Спектрографы с плоским кристаллом............ 175
Спектрограф Красникова.................. 175
Спектрометр Фридмана и Бёркса.............. 176
б) Фотографические спектрографы с горизонтальной фокусировкой ........................... 178
Коротковолновый спектрограф РСК-3............ 179
Коротковолновый спектрограф КРС............. 179
Длинноволновый спектрограф Борисова и Фогеля ...... 181
Длинноволновый рентгеновский спектрограф ДРС...... 181
Длинноволновый рентгеновский спектрограф РСД-2..... 186
Длинноволновые фокусирующие тубус-спектрографы..... 188
Длинноволновый фокусирующий тубус-спектрограф Борисова 191
Длинноволновый спектрограф Морлё............ 192
в) Ионизационные спектрометры с горизонтальной фокусировкой 193 Коротковолновый рентгеновский универсальный спектрометр
КРУС........................... 193
Коротковолновый универсальный рентгеновский спектрометр
РСК-4.......................... 196
Коротковолновый рентгеновский спектрометр Бёркса и Брукса 198 Спектрометр для крайней коротковолновой области рентгеновских лучей......................... 199
Коротковолновый спектрометр Дю-Монда.......... 200
Длинноволновый рентгеновский универсальный спектрометр
ДРУС.............. ............ 203
Длинноволновый фокусирующий спектрометр Олина..... 208
Длинноволновый большой фокусирующий спектрометр Санд-
стрёма........................... 210
г) Квантометры........................ 212
д) Рентгеновские микроанализаторы.............. 217
Глава V. Обработка результатов эксперимента......... 221
1. Построение формы эмиссионных спектров........... 221
а) Определение энергии фотонов................ 221
б) Определение относительной интенсивности......... . 227
2. Построение формы спектров поглощения............ 228
•^ 3. Учет искажений формы спектров................ 230
'-'- • а) Искажения, вносимые при непрерывной записи........ 230
* б) Искажения, вносимые аппаратурой............. 236
Метод столбиков...................... 238
Метод тригонометрических рядов при симметричном искажении эмиссионных спектров................. ^4У
Метод тригонометрических рядов при симметричном искажении спектров поглощения.................. ^57
Нахождение формы искажения в общем случае....... ?>У
Исправление формы эмиссионного спектра в общем случае . Л>3
Исправление формы спектра поглощения в общем случае . . 2Ь7
и) Искажения, вносимые внутренним уровнем атома...... 268
Глава VI. Качественный анализ................. 271
1. Определение состава пробы.................. 271
а) Чувствительность анализа и область его применения .... 271
б) Получение и расшифровка спектрограмм.......... 275
2. Полуколичественный анализ.................. 281
Глава VII. Количественный анализ по первичным рентгеновским
спектрам....................... 284
1. Метод внутреннего стандарта................. 284
а) Теория метода....................... 284
б) Анализ руд неоднородного состава............. 289
в) Расчет необходимых навесок................ 291
г) Специальные случаи анализа................ 293
Оба соседних элемента присутствуют в пробе........ 293
Анализ проводится на все основные компоненты пробы . . . 294
Анализ малых примесей к основному компоненту...... 294
2. Метод внешнего стандарта................... 294
Г лава VIII. Количественный анализ по вторичным рентгеновским спектрам.................... 296
1. Мешающие элементы..................... 297
а) Метод внешнего стандарта................. 297
0) Метод внутреннего стандарта................ 299
2. Анализ при отсутствии мешающих элементов.......... 300
а) Теоретические основы анализа бинарных смесей....... 300
б) Анализ по методу внешнего стандарта........... 305
в) Анализ по методу внутреннего стандарта.......... 307
г) Сравнение чувствительностей анализа по К- и Л-сериям . . . 310
3. Анализ при наличии одного мешающего элемента....... 311
а) Случай избирательного поглощения............. 311
б) Случай избирательного возбуждения ............. 318
4. Анализ при наличии нескольких мешающих элементов..... 323
а) Теоретические основы анализа многокомпонентной пробы . . 323
б) Пример анализа многокомпонентной пробы......... 326
5. Определение толщин покрытий................ 330
Глава IX. Абсорбционный анализ................. 333
1. Определение содержания элемента по скачку интенсивности
вблизи края поглощения............, . . . \. . . 333^
а) Анализ по поглощению непрерывного спектра........ 333
б) Анализ по поглощению характеристического спектра .... 335
2. Определение содержания элемента по изменению интенсивности при поглощении.......... п«чп
а) Абсолютный метод...... ...... ооп
б) Относительный метод..................... 343
Приложения
I. Значения kn/2 и k-s\ (kn/2)........... 349
II. Четырехзначные таблицы sink -f........ 350
III. Четырехзначные таблицы cos k
V. Ширины /С-уровня...................... 370
VI. Ширины ?„-и ?ш-уровней............. . . . 370
Литература......... „-,,
Предметный указатель........ 383
ПРЕДИСЛОВИЕ
С развитием техники регистрации рентгеновских лучей — разработкой и усовершенствованием счетчиков Гейгера, пропорциональных счетчиков, сцинтилляционных счетчиков и др.,—появилась возможность быстрого и точного измерения слабого флуоресцентного рентгеновского излучения. В последнее десятилетие методы рентгено-спектрального анализа успешно внедряются в промышленность и геологическую службу.
Как известно, рентгеновская спектроскопия является одним из лучших методов исследования распределения электронных состояний по энергиям, главным образом в твердых телах. Однако для получения надежных результатов необходимо весьма тщательное проведение эксперимента и довольно сложная кропотливая обработка полученных результатов.
Между тем, обзорной литературы, в которой были бы систематически изложены современные методы рентгено-спектрального анализа и исследований тонкой структуры спектров испускания и поглощения, а также описана соответствующая аппаратура,—нет ни на русском, ни на иностранных языках. Изданные у нас книги И. Б. Боровского и М. А. Блохина «Рентгено-спектральный анализ,» (1939 г.), Г. Хе-веши «Рентгено-химический анализ и его применения» (1910.г., перевод с английского издания 1932 г.) и Г. Хевеши и Э. Александера «Применение рентгеновых лучей в химическом анализе» (1935 г.) совершенно устарели, а вышедшие в последние годы книги Э. Е. Вайн-штейна «Методы количественного рентгено-спектрального анализа» (19D6 г.) и «Светосильная аппаратура для рентгено-спектрального анализа» (1957 г.) — посвящены в основном методам анализа и описанию аппаратуры с использованием фотографической регистрации первичных рентгеновских спектров.
Цена: 150руб.
