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中子射线

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  • 中子射线:稍微懂点“内功”

    福岛核事故以来,相信大家对电离辐射的概念不再陌生。大师兄α射线,是带有2个质子和2个中子的氦核,二师兄β射线,是高速运动的电子,三师兄γ射线,是一种高能光子,四师兄X射线,是一种比γ射线能量低一些的高能光子。除此之外,还有一个名气不大,本事不小的小师弟,他就是中子射线。中子射线之所以排在四位师兄的后面,因为出场的机会较少。α、β和γ常常产生于天然放射性衰变中,X射线也常常与医学检查联系在一起。除此之外,工业生产当中也时不时地会遇到这几位的身影。相比之下,中子射线就没那么常见了。只有极少数放射性元素衰变时会放出中子,个别原子序数较大的天然放射性元素也会自发裂变释放出中子。为了得到大量的中子射线,往往要用一种粒子去轰击原子核。例如,用α射线轰击铍-9,会生成碳-12和中子。因此,日常生活中接触到中子射线的机会要比其他射线小得多。由于宇宙射线的影响,在海平面附近,中子的通量密度约为60中子/平方厘米·小时,这代表平均1平方厘米的面积上一个小时之内会通过大约60个中子。而在3km的高空,这个数值就增加到了600中子/平方厘米·小时。相比之下,体重70公斤的成人体内每秒钟有约4300个钾-40原子发生衰变,释放β或γ射线,假设人体的横截面是500平方厘米,宇宙射线全部来自竖直方向的话,那么每秒钟穿过人体的中子数约为8.3~83个,还不及钾-40衰变的零头,完全不需担心。 微妙的平衡中子虽然是小师弟,但他还懂一点儿师兄们都不擅长的"内功",那就是把某些本来没有放射性的化学元素变成它的放射性同位素,叫做中子活化(neutron activation)。我们知道,化学元素的原子核由质子和中子组成。在强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的明争暗斗之下,原子核的“砖块”之间保持着一种微妙的平衡。此时,如果原子核俘获了一个外来的中子,三种相互作用的比例就会发生变化,微妙的平衡也许就不复存在,原子核的大厦变得摇摇欲坠,随时可能土崩瓦解——这就形成了该元素的放射性同位素。中子射线的师兄们也有类似的本领。不过要么是它们的穿透性比中子弱,不能深入物体内部;要么需要很高的能量,天然放射性元素释放的能量通常没这个高;要么与原子核发生反应的概率比中子的小几个数量级,所以放射剂量学的文献通常不考虑它们的“活化反应”。那么,中子射线相对擅长的本领要不要考虑呢?看一个真实的案例就知道了中子射线的真实案例由于天然的放射性元素衰变时极少释放中子,因此,一般人受到大剂量中子射线影响的唯一可能便是核武器和临界核事故了。在核爆炸的最初十几秒中,会释放出大量γ射线和中子射线。1999年,发生在日本JCO公司某燃料厂的临界事故,也释放出了大量γ射线和中子射线,造成2人死亡,留下了惨痛的教训。在日本JCO公司的这次事故中,共有三名操作员受到了致命剂量的辐射,其中A为16~20Gy,B为6~10Gy,C为1~4.5Gy,与之相对的是,人们平均一年所受到的所有辐射的剂量当量为1~10mSv。Gy(戈瑞)表示吸收剂量,1Gy等于1焦耳每千克。如果换算成衡量辐射的生物学效应的剂量当量,Sv(希沃特),还要乘以一个比例因子。对α粒子来说,这个因子是20,对中子来说,这个因子在5~20之间,对β和γ射线来说,这个因子是1。 JCO事故中,患者A的尿液所含的放射性元素的能谱,样品96ml,计数时间为20000秒由于中子射线活化了人体内的化学元素,它们还带上了一定程度的放射性。日本放射科学国家研究所的一篇论文写道,研究人员对受害者血液、尿液和呕吐物进行检测,得到三位受害者体内的钠-24的放射性衰变活度约为每秒1百万~9百万次衰变(8.7MBq,4.0MBq,1.2MBq)。自然界中钠-23的丰度为100%,因此受害者体内的钠-24一定是在核事故中产生的。我们根据文献中的“放射性药物单位给药量的有效剂量”做一个大概的估计,这些钠-24将给受害者造成额外的0.4~2.8mSv的照射,大约相当于做了一次CT检查。因此通常的放射性计量学文献也很少提到中子射线的活化反应。人体的化学元素组成按照重量排,依次是氧、碳、氢、氮、钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁等等。除此之外,还有一些不超过人体重量0.4%的微量元素。这些化学元素中的大部分并没有天然放射性;即使其中一些元素俘获了一个中子,要么新产生原子核很稳定,没有天然放射性,要么它的半衰期非常长,对人体的影响可以忽略。要么衰变时不发出、或很少发出γ射线,不易探测。因此,JCO核事故中,从受害者样本中检测到的被中子活化的放射性元素主要有放出γ射线的钠-24、钾-42和溴-82。表一:人体的化学元素组成(按照重量排) 氧 碳 氢 氮 钙 磷 硫 钾 钠 氯 镁 61% 23% 10% 2.6% 1.4% 1.0% 0.20% 0.20% 0.14% 0.12% 0.027%中子射线与食品安全中子射线会不会对我们的食品安全造成影响呢?笔者查询了许多文献,搜索了各种关键词的组合,都没有找到相关话题的讨论。从理论上讲,食品当中的化学元素的确有可能被中子射线活化,从而带有额外的放射性。但讨论这个问题实在有点儿杞人忧天——自然界单位时间的中子通量密度约为60中子/平方厘米·小时,而JCO事故中,受害者遭受的中子通量密度约为5700亿中子/平方厘米,相当于自然情况下100万年的总和。因此,不需要估算吸收剂量,我们就能确定完全不需要考虑日常生活中中子射线的影响。况且,在核事故中,中子射线主要产生在堆芯附近;而食品安全主要讨论的是周围几十公里的区域。在这种时候(即使受到了核武器攻击),对食品安全影响最大的应该是放射性物质的沉降——如果随风飘散的放射性物质都没有影响到食品安全,那么直线运动的,经过防护罩重重阻隔所泄露出来的中子射线(造成的活化)就更加不需要考虑了。这是由于资料匮乏,笔者得出的个人想法。相比α、β、γ和X射线,中子射线的确是个不容小瞧的角色。不过在日常生活中,中子射线对人的负面影响微乎其微,完全不需要考虑。许多工业技术、科学研究和医疗手段都要依赖中子射线、或中子活化所产生的放射性同位素。它就像其它几位师兄一样,已经成为人类生活的重要组成部分。不知不觉之间,它就在改变你的生活。

  • 【分享】基础知识--α射线

    α射线是核衰变时放出的重粒子。一般来讲能发生α衰变的天然放射性核素都是一些重核,其中最轻的是142Ce,比较准确地说只有相对原子质量A140的原子核才能发生α衰变。α射线是由高速运动的α粒子组成的,它在磁场中偏转方向与正离子流相同。带有两个正电荷,其内有二个中子和二个质子,所以它也是氦原子核。 α 射线的电离本领强,其穿透力很弱。在空气中的射程只有几个厘米,如果遇到固定物质或者液体物质时,射程更要缩短。数千分子一厘米厚的铅片或一张普通的纸,就可以完全挡住粒子辐射α射线。但因它的电离本领强,进入生物体后,能引起很大的损伤。所以对 α射线,主要防止进入体内后的体内辐射。 从防护的意义上经常见到的几种主要粒子射线有:α射线、β射线、中子射线[flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/20098150216_01_0_3.swf[/flash]

  • 【原创】浅析X射线衍射、中子衍射和电子衍射技术差异::Discriminating diffraction techniques with X-ray, neutrons and electrons.

    [color=#00ffff]前言:麦兜选择离开,飞熊显然更忙了,XRD冷下来了。。。。凡事总须从我做起,所以决定再来个原创,暖暖XRD的场子。[/color]物质结构的解析,准确说是晶体的结构解析,不可避免需要使用X射线衍射(XRD),中子衍射或电子衍射三种技术当中的一种。三者各有优缺点,面对具体问题,一般只有一种技术是最有说服力的最佳选择,但是具体什么样的问题使用哪一种技术最有说服力?很多结构分析的朋友认识的不透彻,我经常看见有些人使用不是很有说服力的技术去尝试解决实际问题而闹出笑话而自己不自知:比如声称使用XRD精确确定氧、炭或氢的原子位置;比如认为中子衍射得到的晶格常数最可信;又比如以为选区电子衍射(TEM-SAD)的标定能精确得到晶格常数信息,等等。所以这里笔者在这里抛砖引玉式的尝试探讨:[color=#dc143c]哪一种衍射技术对于什么样的解结构问题最有说服力?为什么?在对这些问题展开讨论之后,小结在最后将会被给出。[/color]希望大家在我的话题后面踊跃发表不同观点,如果我有什么疏漏、错误之处,还望不吝指教,笔者这里先多谢了!首先来谈谈X-射线、中子、和电子衍射的源-- X-ray,中子和电子的同和异。最为突出的相同点,搞晶体结构分析的人都非常清楚,即他们都具有波动性,满足基本的波动规律--布拉格公式(Bragg Law):2d*sinθ=nλ(n是自然数)。前面已经明确本文的动机,所以这里着重分析它们的差异。i)表观上的差异,X-ray是光子(电磁波)、不带电没有磁性,电子带负电,中子不带电、质量较大而且具有磁性,这些是显而易见的常识,不多说。ii)本质上的差异,参考图1所示:[color=#dc143c]X射线是电磁波,没有静止质量,均匀介质中速度不变,波动行为在时空上的dispersion呈现简单的线性关系;而电子、中子是物质波,具有质量,均匀介质中运动速度可以变化,时空上的dispersion呈现平方项。[/color]正是这样的本质差别导致波长(动量)与频率(能量)之间的关系在电磁波(这里是X-ray)和物质波(这里是电子、中子)之间的截然不同。当然,物质波在运动速度接近光速的时候其dispersion会发生本质的转变,转变点如图1所示,不过这样的情况在实际的结构分析中碰不到,所以不用担心电子/中子在和光子的dispersion完全一致时的异常,反正迄今还没有见过这样的实验。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908220503_167180_1611921_3.gif[/img]图1 电子、X-ray 和中子的时空dispersion对照图(本人制作)

  • 【转帖】便携全反射X射线荧光分析仪

    转录 请自己 google 搜索 便携全反射X射线荧光分析仪 全反射X射线荧光分析仪 等文章全反射X荧儿(TXRF)分析技术是十多年前才发展起来的多元素同时分析技术,它突出的优点是检出限低(pg、ng/mL 级以下)、用样量少(Μl、ng级)、准确高度(可用内标法)、简便、快速,而且要进行无损分析,成为一种不可替代的全亲的元素分析方法。国际上每两年召开一次TXRF分析技术国际讨论会。该技术被誉为在分析领域是最具有竞争力的分析手段,在原子谱仪领域内处于领先地位。从整个分析领域看,与质谱仪中的ICP-MS和GDMS、原子吸收谱仪中的ETAAS和EAAS以及中子活化分析NAA等方法相比较,TXRF分析在检出限低、定量性好、用样量少、快速、简便、经济、多元素同时分析等方面有着综合优势。在X荧光谱仪范围内,能谱仪(XRF)和波谱仪(WXRF)在最低检出限、定量性、简便性、准确性、经济性等方面,都明显比TXRF差。在表面分析领域内,尤其在微电子工业的大面积硅片表面质量控制中,TXRF已在国际上得到广泛应用。1. TXRF分析仪工作原理:TXRF利用全反射技术,会使样品荧光的杂散本底比XRF降低约四个量级,从而大大提高了能量分辨率和灵敏率,避免了XRF和WXRF测量中通常遇到的木底增强或减北效应,大大缩减了定量分析的工作量和工作时间,同时提高了测量的精确度。测量系统的最低探测限(MDL)可由公式计算: (2)这里, 是木底计数率,t为测量计数时间,M为被测量元素质量,l代表被测量元素产生的特征峰净计数率,S=I/M就是系统灵敏度,由公式可以看出,提高灵敏底、降低木底计数率、增加计数时间是降低MDL的有效办法。木氏低、灵敏度高正是TXRF方法的长处,因而MDL很低。

  • 【转帖】X射线对人体的影响和危害-大家谈谈自己的亲身感受

    X射线对人体的影响及危害 第一节辐射损伤的概述 辐射损伤是一定量的电离辐射作用于机体后,受照机体所引起的病理反应。 急性放射损伤是由于一次或短时间内受大剂量照射所致,主要发生于事故性照射。在慢性小剂量连续照射的情况下,值得重视的是慢性放射损伤,主要由于X线职业人员平日不注意防护,较长时间接受超允许剂量所引起的。 电离辐射不仅能引起全身性急慢性放射损伤,而且也能引起局部的皮肤损害。在发现X线后第二年,X线管的制造者格鲁贝的手就发生了特异性皮炎。1899年史蒂文斯首先报道了X线对皮肤的伤害。 人类的经验已证明,X线的应用可以给人类带来巨大的利益(如放射诊断、放射治疗等),但是在应用中如果不注意防护或使用不当。也可造成一定的危害(如个体受到损伤或人群中癌症发病率增高等)。因此,本章从辐射防护的需要出发,介绍辐射损伤的有关基本知识,以便深入理解辐射防护标准的制定依据和搞好防护的必要性。 一、辐射损伤机理 X线照射生物体时,与机体细胞、组织、体液等物质相互作用,引起物质的原子或分子电离,因而可以直接破坏机体内某些大分子结构,如使蛋白分子链断裂、核糖核酸或脱氧核糖核酸的断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等,甚至可直接损伤细胞结构。另外射线可以通过电离机体内广泛存在的水分子,形成一些自由基,通过这些自由基的间接作用来损伤机体。 辐射损伤的发病机理和其它疾病一样,致病因子作用于机体之后,除引起分子水平,细胞水平的变化以外,还可产生一系列的继发作用,最终导致器官水平的障碍乃至整体水平的变化,在临床上便可出现放射损伤的体征和症状。对人体细胞的损伤,只限于个体本身,引起躯体效应。而对生殖细胞的损伤,则影响受照个体的后代而产生遗传效应。单个或小量细胞受到辐射损伤(主要是染色体畸变,基因突变等)可出现随机性效应。辐射使大量细胞或受到破坏即可导致非随机性效应。在辐射损伤的发展过程中,机体的应答反应则进一步起着主要作用,首先取决于神经系统的作用,特别是高级神经活动,其次是取决于体液的调节作用。由此可知,高等动物的疾病不能仅仅归结于那些简单的或孤立的细胞中所产生的过程,它包含着十分复杂的过程。二、影响辐射损伤的因素 射线作用于机体后引起的生物效应与很多因素有关。如射线的性质和强度;个人特性,如敏感性、年龄、性别、既往病史和健康状况,工作环境等。 (一)辐射性质 辐射性质包括射线的种类和能量。不同质的射线在介质中的传能线密度(LET)不同,所产生的电离密度不同,因而相对生物效应有异。X线和射线的生物效应基本一样。而中子的LET大得多,1—10兆电子伏的快中子产生的生物效应比x线、r射线大10倍。 同一类型的射线,由于射线能量不同产生的生物效应也不同。例如,低能x线造成皮肤红斑所需照射量小于高能X线。这是因为低能x线主要被皮肤所吸收,而高能x线照射时,能量可达深层组织,这不仅对放射治疗有价值,而且在射线防护中很有意义。 (二)X线剂量 射线作用于机体后,所引起的机体损伤直接与X线剂量有关。以不同剂量照射动物,可以发现当剂量达到一定量时才开始出现急性放射病征象,继续增加剂量时,则可出现死亡,剂量越大,死亡率越高,当增加到一定大的剂量时,则100%的动物发生死亡。 (三)剂量率 剂量率即单位时间内的吸收剂量。一般说来,总剂量相同时,剂量率越高,生物效应越大。但当剂量率达到一定值时,生物效应与剂量率之间失去比例关系。在极小的剂量率条件下,当机体损伤与其修复相平衡时,机体可长期接受照射而不出现损伤。小剂量长期照射,当累积剂量很大时,便可产生慢性放射损伤。 (四)照射方式 总剂量相同,单方向照射和多方向照射产生的效应不同。一次照射和多次照射,以及多次照射之间的时间隔不同,所产生的效应也有差别。 (五)照射部位和范围 机体各部位对于射线的辐射敏感性不同,所谓辐射敏感性是指机体由电离辐射的抵抗能力,即辐射的反应强弱程度或时间快慢,辐射敏感性高的组织容易受损伤。细胞对辐射的一般规律是,处于正常分裂状态的细胞对辐射是敏感的,而正常不分裂的细胞则是抗辐射的。 人体各组织对射线的敏感性大致有以下顺序: 1.高度敏感组织 淋巴组织(淋巴细胞和幼稚的淋巴细胞); 胸腺(胸腺细胞);骨髓组织(幼稚的红、粒和巨核细胞); 胃肠上皮,尤其是小肠隐窝上皮细胞; 性腺(精原细胞、卵细胞); 胚胎组织。 2.中度敏感组织 感觉器官(角膜、晶状体、结膜); 内皮细胞(主要是血管、血窦和淋巴管内皮细胞); 皮肤上皮(包括毛囊上皮细胞); 唾液腺; 肾、肝、肺组织的上皮细胞。 3.轻度敏感组织 中枢神经系统; 内分泌(性腺除外); 心脏。 4.不敏感组织 肌肉组织; 软骨和骨组织; 结缔组织。 同一剂量,生物效应随照射范围的扩大而增加,全身照射比局部照射危害大。 (六)环境因素 在低温、缺氧情况下,可延缓和减轻辐射效应。此外、受照者的年龄、性别、健康情况、精神状态及营养状况等不同,所产生的效应亦不同。由此可见,机体对射线的反应受各种因素的影响。

  • 【资料】XRF测试仪的危害-X射线对人体的影响及危害

    有危害应该是确定的 但只要防护得当,您不是每天都接触的话,对身体不会有明显的影响。 x射线和其他辐射测试仪线,一般对人的伤害分为两种,一是通过能量传递,对人体细胞的DNA进行破坏,称为物理效应,还有一种是,由射线对人体组织内水发生电离,产生自由基,这些自由基再和生物大分子发生作用,导致不可逆损伤,称为生物效应。 x射线以生物效应为主。XRF属于X射线 对人体产生危害的主要是X射线 射线防护专家吴毅教授发表观点认为:X射线在穿透人体时,会对人体产生轻度危害,引起人体生物大分子及水分子的电离和激发反应,产生有害效应,无任何防护的照射就会对人体造成射线损伤。 射线对人体造成的伤害,绝大部分会长期潜伏在体内,破坏免疫系统 分析仪的X射线不会直接穿透人体的,但也需要防护装置,即使是在有防护装置不直接接触的情况下,日积月累,也是一件很可怕的事情。 可以这么说 具体的危害 一年两年是看不出来的 X射线对人体的影响及危害 第一节辐射损伤的概述 辐射损伤是一定量的电离辐射作用于机体后,受照机体所引起的病理反应。 急性放射损伤是由于一次或短时间内受大剂量照射所致,主要发生于事故性照射。在慢性小剂量连续照射的情况下,值得重视的是慢性放射损伤,主要由于X线职业人员平日不注意防护,较长时间接受超允许剂量所引起的。 电离辐射不仅能引起全身性急慢性放射损伤,而且也能引起局部的皮肤损害。在发现X线后第二年,X线管的制造者格鲁贝的手就发生了特异性皮炎。1899年史蒂文斯首先报道了X线对皮肤的伤害。 人类的经验已证明,X线的应用可以给人类带来巨大的利益(如放射诊断、放射治疗等),但是在应用中如果不注意防护或使用不当。也可造成一定的危害(如个体受到损伤或人群中癌症发病率增高等)。因此,本章从辐射防护的需要出发,介绍辐射损伤的有关基本知识,以便深入理解辐射防护标准的制定依据和搞好防护的必要性。 一、辐射损伤机理 X线照射生物体时,与机体细胞、组织、体液等物质相互作用,引起物质的原子或分子电离,因而可以直接破坏机体内某些大分子结构,如使蛋白分子链断裂、核糖核酸或脱氧核糖核酸的断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等,甚至可直接损伤细胞结构。另外射线可以通过电离机体内广泛存在的水分子,形成一些自由基,通过这些自由基的间接作用来损伤机体。 辐射损伤的发病机理和其它疾病一样,致病因子作用于机体之后,除引起分子水平,细胞水平的变化以外,还可产生一系列的继发作用,最终导致器官水平的障碍乃至整体水平的变化,在临床上便可出现放射损伤的体征和症状。对人体细胞的损伤,只限于个体本身,引起躯体效应。而对生殖细胞的损伤,则影响受照个体的后代而产生遗传效应。单个或小量细胞受到辐射损伤(主要是染色体畸变,基因突变等)可出现随机性效应。辐射使大量细胞或受到破坏即可导致非随机性效应。在辐射损伤的发展过程中,机体的应答反应则进一步起着主要作用,首先取决于神经系统的作用,特别是高级神经活动,其次是取决于体液的调节作用。由此可知,高等动物的疾病不能仅仅归结于那些简单的或孤立的细胞中所产生的过程,它包含着十分复杂的过程。二、影响辐射损伤的因素 射线作用于机体后引起的生物效应与很多因素有关。如射线的性质和强度;个人特性,如敏感性、年龄、性别、既往病史和健康状况,工作环境等。 (一)辐射性质 辐射性质包括射线的种类和能量。不同质的射线在介质中的传能线密度(LET)不同,所产生的电离密度不同,因而相对生物效应有异。X线和射线的生物效应基本一样。而中子的LET大得多,1—10兆电子伏的快中子产生的生物效应比x线、r射线大10倍。 同一类型的射线,由于射线能量不同产生的生物效应也不同。例如,低能x线造成皮肤红斑所需照射量小于高能X线。这是因为低能x线主要被皮肤所吸收,而高能x线照射时,能量可达深层组织,这不仅对放射治疗有价值,而且在射线防护中很有意义。 (二)X线剂量 射线作用于机体后,所引起的机体损伤直接与X线剂量有关。以不同剂量照射动物,可以发现当剂量达到一定量时才开始出现急性放射病征象,继续增加剂量时,则可出现死亡,剂量越大,死亡率越高,当增加到一定大的剂量时,则100%的动物发生死亡。 (三)剂量率 剂量率即单位时间内的吸收剂量。一般说来,总剂量相同时,剂量率越高,生物效应越大。但当剂量率达到一定值时,生物效应与剂量率之间失去比例关系。在极小的剂量率条件下,当机体损伤与其修复相平衡时,机体可长期接受照射而不出现损伤。小剂量长期照射,当累积剂量很大时,便可产生慢性放射损伤。 (四)照射方式 总剂量相同,单方向照射和多方向照射产生的效应不同。一次照射和多次照射,以及多次照射之间的时间隔不同,所产生的效应也有差别。 (五)照射部位和范围 机体各部位对于射线的辐射敏感性不同,所谓辐射敏感性是指机体由电离辐射的抵抗能力,即辐射的反应强弱程度或时间快慢,辐射敏感性高的组织容易受损伤。细胞对辐射的一般规律是,处于正常分裂状态的细胞对辐射是敏感的,而正常不分裂的细胞则是抗辐射的。 人体各组织对射线的敏感性大致有以下顺序: 1.高度敏感组织 淋巴组织(淋巴细胞和幼稚的淋巴细胞); 胸腺(胸腺细胞);骨髓组织(幼稚的红、粒和巨核细胞); 胃肠上皮,尤其是小肠隐窝上皮细胞; [color=#DC143C]性腺(精原细胞、卵细胞); 胚胎组织[/color]。 2.中度敏感组织 感觉器官(角膜、晶状体、结膜); 内皮细胞(主要是血管、血窦和淋巴管内皮细胞); 皮肤上皮(包括毛囊上皮细胞); 唾液腺; 肾、肝、肺组织的上皮细胞。 3.轻度敏感组织 中枢神经系统; 内分泌(性腺除外); 心脏。 4.不敏感组织 肌肉组织; 软骨和骨组织; 结缔组织。 同一剂量,生物效应随照射范围的扩大而增加,全身照射比局部照射危害大。 (六)环境因素 在低温、缺氧情况下,可延缓和减轻辐射效应。此外、受照者的年龄、性别、健康情况、精神状态及营养状况等不同,所产生的效应亦不同。由此可见,机体对射线的反应受各种因素的影响。

  • 煤的中子瞬发伽玛能谱分析

    煤的中子瞬发伽玛能谱分析   20世纪90年代初,我国某大型钢铁公司为正在建设中的京九铁路生产的一批钢轨,由于硫含量超标而全部退货,损失很大。因为硫含量超标的钢发脆,用在铁路上可能会造成重大事故。  钢中硫含量为什么超标呢?问题出在进入炼焦炉的煤的质量上。煤中硫含量如果超过千分之一,所炼出的焦炭硫含量也就超标。用这样的焦炭炼出的钢也就不会合格了。  要保证钢轨质量,就必须对炼焦所用煤的质量严格把关。  煤中硫含量是可以用化学方法分析测定的。可惜,化学分析太慢,该钢铁公司每天炼焦所用煤要装500节火车厢运来。要对每节车厢的煤作化学分析,来不及。因此,大型钢铁企业很需要建立煤质快速分析方法。  20世纪末,煤质快速分析方法在更大范围内提上了日程。环保要求,大型热电厂所用燃料煤中的硫含量要小于千分之五,否则城市空气中的二氧化硫含量就要超标。  生活在北京市西南远郊区的人们不难发现,近几年来,每天晚上都有许多运煤大卡车在公路上迅跑。原来因为房山区磁家务煤矿产的煤含硫量极低,但发热量差些。将这样的煤与其他煤矿产的含硫量偏高的煤混合使用,就可达到含硫小于千分之五的环境保要求。  北京每天空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量报告表明,近来三级(轻微污染)或使空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量更坏的罪魁祸首大多是“可吸入颗粒物”。二氧化硫含量经常是优良的一、二级,只有极少数日子才是三级。这其中就有发电厂用低硫煤的贡献。  我国现有600多个市(包括县级市),其中大多数靠燃煤的热电厂供电。这些热电厂大多需要陆续安装煤质快速分析装置以达到环保要求。这是我国特有的国情,因为我国是燃煤大国。发达国家大多烧石油。  发达国家的大型铝厂、大型水泥厂、钢厂等近年来用中子瞬发伽玛能谱仪在生产流水线上对原料的元素成分作在线分析以保证产品的质量,同时也可用于煤质分析。  中子瞬发伽玛能谱仪由中子源、伽玛射线能谱仪、物料传送系统、射线屏蔽准直系统、控制与剂量安全系统等部分组成。其基本原理是,中子与物料中的各种元素的原子核作用,使原子核处于激发状态。这些激发态的寿命很短,即刻发射出特征伽玛射线。不同类的原子核发出来不同能量的伽玛射线。特征伽玛射线的强度与物料中该种原子核的含量成正比。这与光谱分析相仿,不同元素的原子发射出不同能量(波长)的光。两者差别只是发出光子的能量不同,光谱分析的可见光子能量只有几电了伏,而伽玛光子的能量是兆电子伏左右。再就是激发方式不同,光谱分析的激发源是加热燃烧,伽玛能谱分析的激发源是中子。  为什么用中子去轰击物质呢?因为物料是大块物质,用中子才能穿透到大块物质的深部。  瞬发伽玛能谱分析所用中子源有二类。一是锎-252自发裂变源。锎-252是人造的,原子序数高达98。它会自动分裂成两个较轻的原子核,同时放出3个中子。它的半衰期是2.64年,即10000个锎-252原子核经2.64年后就只剩5000个了。锎自发裂变中子的平均能量是2.4兆电子伏。另一类是中子管。中子管是小型的真空密封式加速器。由一个质子与一个中子组成的氘原子核加速到10万电子伏左右,打到由一个质子与二个中子组成的氚原子核上。氘氚核反应变成一个中子与一个氦核。中子的能量是14兆电子伏。  锎源发出的中子与煤中各种原子核碰撞后损失能量(这一过程叫做慢化),很快就成为能量只有0.0253电子伏左右的热中子。所谓“热” 中子,就是其速度与周围物质的气体分子运动速度平衡的中子。室温时,其速度是2200米/秒。热中子在物质中扩散,然后被某原子核俘获吸收。中子从产生到被吸收的时间一般是数百毫秒。热中子被原子核吸收后立刻又发射出特征伽玛射线。这种伽玛射线叫做俘获伽玛射线,打到伽玛谱仪的探测器上就被记录下来。从中子的产生到俘获伽玛射线的产生不到1秒的时间,所以叫做“瞬发伽玛”。  锎源的中子能量不高,较易屏蔽,而且运行维护简单。用锎源的瞬发伽玛分析装置可以测得煤中的硫含量与灰分含量。关于灰分,仪器直接测得的是钙、硅、镁、铁等元素的含量,再按其各自的氧化物计算,即得到灰分含量,因为灰分就是这些氧化物的总和。  由于氧和碳的热中子俘获概率极低,用此方法测不到煤中氧和碳的总量。氢的热中子俘获概率较高,容易测到其俘获伽玛(2.2兆电子伏),但由于通常用石蜡、聚乙烯或水作屏蔽物质,周围物质产生的氢俘获伽玛本底太强,很难测准煤中氢的贡献,因而得不到煤中的水含量。要测水含量还要加别的装置。  近年来开展起来用用中子管作源的瞬发伽玛谱仪系统,除了利用中子慢化后产生的俘获伽玛测定硫和灰分含量以外,还可以直接测得煤中碳与氧的总量,因为14兆电子伏的快中子可以与碳和氧核发生非弹性碰撞,使碳和氧核分别激发到4.43与6.13兆电子伏的激发态,并迅速退激发到基态而发射出4.43与6.13兆电子伏的特征伽玛射线。总碳量决定了煤的发热量,而总氧量减去灰分中的氧量就是煤中水的含氧量,由此可以得到煤中含水量。  用中子管比之用锎源的优点是可以得到煤质的更全面的数据。缺点是14兆电子伏的中子的屏蔽准直装置比较庞大,运行维护复杂,所用中子管必需是长寿命的优质品,所用探测器也需有较强的抗辐照损伤的能力。  我国南京某单位于20世纪90年代中期,与国外同期独立开发了用锎源的瞬发伽玛能谱分析系统,分析钢厂的煤,对硫含量与灰分含量的测定达到了使用要求,但未能完成煤中水分测定。  20世纪90年代后期至今,南京另一单位进行了电厂用煤的中子管瞬发伽玛分析系统开发研究,并在此基础上与法国某公司合作开发研究,并在此基础上与法国某公司合作开发实用装置。  21世纪初,长春某单位又用其自制中子管开发出电厂用煤的瞬发伽玛分析系统,正在电厂试用。  由当前市场需求推动的中子瞬发伽玛能谱分析装置必将在我国生根、开花,结出丰硕成果,为经济建设和环保作出应用的贡献。

  • 煤的中子瞬发伽玛能谱分析

    煤的中子瞬发伽玛能谱分析中国原子能科学研究院老科协孙汉城  20世纪90年代初,我国某大型钢铁公司为正在建设中的京九铁路生产的一批钢轨,由于硫含量超标而全部退货,损失很大。因为硫含量超标的钢发脆,用在铁路上可能会造成重大事故。  钢中硫含量为什么超标呢?问题出在进入炼焦炉的煤的质量上。煤中硫含量如果超过千分之一,所炼出的焦炭硫含量也就超标。用这样的焦炭炼出的钢也就不会合格了。  要保证钢轨质量,就必须对炼焦所用煤的质量严格把关。  煤中硫含量是可以用化学方法分析测定的。可惜,化学分析太慢,该钢铁公司每天炼焦所用煤要装500节火车厢运来。要对每节车厢的煤作化学分析,来不及。因此,大型钢铁企业很需要建立煤质快速分析方法。  20世纪末,煤质快速分析方法在更大范围内提上了日程。环保要求,大型热电厂所用燃料煤中的硫含量要小于千分之五,否则城市空气中的二氧化硫含量就要超标。  生活在北京市西南远郊区的人们不难发现,近几年来,每天晚上都有许多运煤大卡车在公路上迅跑。原来因为房山区磁家务煤矿产的煤含硫量极低,但发热量差些。将这样的煤与其他煤矿产的含硫量偏高的煤混合使用,就可达到含硫小于千分之五的环境保要求。  北京每天空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量报告表明,近来三级(轻微污染)或使空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量更坏的罪魁祸首大多是“可吸入颗粒物”。二氧化硫含量经常是优良的一、二级,只有极少数日子才是三级。这其中就有发电厂用低硫煤的贡献。  我国现有600多个市(包括县级市),其中大多数靠燃煤的热电厂供电。这些热电厂大多需要陆续安装煤质快速分析装置以达到环保要求。这是我国特有的国情,因为我国是燃煤大国。发达国家大多烧石油。  发达国家的大型铝厂、大型水泥厂、钢厂等近年来用中子瞬发伽玛能谱仪在生产流水线上对原料的元素成分作在线分析以保证产品的质量,同时也可用于煤质分析。  中子瞬发伽玛能谱仪由中子源、伽玛射线能谱仪、物料传送系统、射线屏蔽准直系统、控制与剂量安全系统等部分组成。其基本原理是,中子与物料中的各种元素的原子核作用,使原子核处于激发状态。这些激发态的寿命很短,即刻发射出特征伽玛射线。不同类的原子核发出来不同能量的伽玛射线。特征伽玛射线的强度与物料中该种原子核的含量成正比。这与光谱分析相仿,不同元素的原子发射出不同能量(波长)的光。两者差别只是发出光子的能量不同,光谱分析的可见光子能量只有几电了伏,而伽玛光子的能量是兆电子伏左右。再就是激发方式不同,光谱分析的激发源是加热燃烧,伽玛能谱分析的激发源是中子。  为什么用中子去轰击物质呢?因为物料是大块物质,用中子才能穿透到大块物质的深部。  瞬发伽玛能谱分析所用中子源有二类。一是锎-252自发裂变源。锎-252是人造的,原子序数高达98。它会自动分裂成两个较轻的原子核,同时放出3个中子。它的半衰期是2.64年,即10000个锎-252原子核经2.64年后就只剩5000个了。锎自发裂变中子的平均能量是2.4兆电子伏。另一类是中子管。中子管是小型的真空密封式加速器。由一个质子与一个中子组成的氘原子核加速到10万电子伏左右,打到由一个质子与二个中子组成的氚原子核上。氘氚核反应变成一个中子与一个氦核。中子的能量是14兆电子伏。  锎源发出的中子与煤中各种原子核碰撞后损失能量(这一过程叫做慢化),很快就成为能量只有0.0253电子伏左右的热中子。所谓“热” 中子,就是其速度与周围物质的气体分子运动速度平衡的中子。室温时,其速度是2200米/秒。热中子在物质中扩散,然后被某原子核俘获吸收。中子从产生到被吸收的时间一般是数百毫秒。热中子被原子核吸收后立刻又发射出特征伽玛射线。这种伽玛射线叫做俘获伽玛射线,打到伽玛谱仪的探测器上就被记录下来。从中子的产生到俘获伽玛射线的产生不到1秒的时间,所以叫做“瞬发伽玛”。  锎源的中子能量不高,较易屏蔽,而且运行维护简单。用锎源的瞬发伽玛分析装置可以测得煤中的硫含量与灰分含量。关于灰分,仪器直接测得的是钙、硅、镁、铁等元素的含量,再按其各自的氧化物计算,即得到灰分含量,因为灰分就是这些氧化物的总和。  由于氧和碳的热中子俘获概率极低,用此方法测不到煤中氧和碳的总量。氢的热中子俘获概率较高,容易测到其俘获伽玛(2.2兆电子伏),但由于通常用石蜡、聚乙烯或水作屏蔽物质,周围物质产生的氢俘获伽玛本底太强,很难测准煤中氢的贡献,因而得不到煤中的水含量。要测水含量还要加别的装置。  近年来开展起来用用中子管作源的瞬发伽玛谱仪系统,除了利用中子慢化后产生的俘获伽玛测定硫和灰分含量以外,还可以直接测得煤中碳与氧的总量,因为14兆电子伏的快中子可以与碳和氧核发生非弹性碰撞,使碳和氧核分别激发到4.43与6.13兆电子伏的激发态,并迅速退激发到基态而发射出4.43与6.13兆电子伏的特征伽玛射线。总碳量决定了煤的发热量,而总氧量减去灰分中的氧量就是煤中水的含氧量,由此可以得到煤中含水量。  用中子管比之用锎源的优点是可以得到煤质的更全面的数据。缺点是14兆电子伏的中子的屏蔽准直装置比较庞大,运行维护复杂,所用中子管必需是长寿命的优质品,所用探测器也需有较强的抗辐照损伤的能力。  我国南京某单位于20世纪90年代中期,与国外同期独立开发了用锎源的瞬发伽玛能谱分析系统,分析钢厂的煤,对硫含量与灰分含量的测定达到了使用要求,但未能完成煤中水分测定。  20世纪90年代后期至今,南京另一单位进行了电厂用煤的中子管瞬发伽玛分析系统开发研究,并在此基础上与法国某公司合作开发研究,并在此基础上与法国某公司合作开发实用装置。  21世纪初,长春某单位又用其自制中子管开发出电厂用煤的瞬发伽玛分析系统,正在电厂试用。  由当前市场需求推动的中子瞬发伽玛能谱分析装置必将在我国生根、开花,结出丰硕成果,为经济建设和环保作出应用的贡献。

  • 直播:X射线衍射技术及应用进展,聚焦材料科学、药物研发等热点应用领域

    直播:X射线衍射技术及应用进展,聚焦材料科学、药物研发等热点应用领域

    [align=center][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/xrd2022/][img=,690,151]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206271418041130_668_3295121_3.png!w690x151.jpg[/img][/url][/align] X射线衍射技术是通过对物质进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得物质的成分、内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。物质结构分析尽管可以采用中子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法,但X射线衍射技术是最有效、应用最为广泛的手段,应用范围已渗透到物理、化学、地球科学、材料科学以及各种工程技术科学中。 为促进相关人员深入了解X射线衍射技术发展现状,学习相关应用知识,仪器信息网拟于2022年7月15日组织召开“X射线衍射技术及应用进展”网络会议。本次网络会将聚焦X射线衍射前沿技术理论、分析方法,以及材料科学、药物研发等热点应用领域,邀请业内资深技术专家作报告分享。报告嘉宾[back=#f2f2f2][font=&][back=#f2f2f2]1、程国峰(中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员)2、李经理(安东帕(上海)商贸有限公司 产品经理)3、徐春华(国际衍射数据中心 中国区首席代表)4、周丽娜(天津大学化工学院国家工业结晶与工程技术研究中心 高级工程师)5、程琳(北京师范大学 教授)6、王林(马尔文帕纳科 中国区XRD产品经理)7、余娜(上海科技大学 高级工程师)8、居威材(赛默飞世尔科技(中国)有限公司 资深应用专家)9、陈黎明(上海交通大学 教授)免费参会:[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/xrd2022/[/url][/back][/font][/back]

  • 便携式中子剂量仪 中子剂量当量率仪

    便携式中子剂量仪 中子剂量当量率仪

    RAM-800 中子剂量当量率仪采用高灵敏的进口He3管作为探测器,反应速度快。该便携式中子剂量仪使用方便;灵敏度高、抗γ性能好、能量响应特性好,即可用作便携式仪器又可用作固定式中子剂量监测仪。此外便携式中子剂量仪通过配套的RenRiNeutron中子剂量率管理软件可将存储的数据读出后分析。该[url=http://www.zgfangfuyuan.com/product/szjcly/167.html]便携式中子剂量仪[/url]适用于环保、化工、石油、医疗、进出口商检、核电、加速器、中子源和其他安检、边境控制、海关检测等需进行中子辐射检测的场合。[img=中子剂量仪,660,550]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607061132_599440_3098478_3.jpg[/img]功能特点:1、中子剂量率,中子累积剂量均可测量。2、高灵敏度,宽测量范围,良好的能量响应特性。3、数字及标尺显示剂量率状态。4、中、英文双语菜单式操作界面。5、数字式LCD液晶显示,高亮背光功能。6、可存储800条剂量率,能随时查看,断电不丢失。7、USB数据接口,可将数据上传到计算机。8、剂量率超阈值后声、光报警功能。9、超阈值报警、阻塞报警、探测器故障报警功能。10、电池电量实时显示。11、标配:RenRiNeutron中子剂量率管理软件。技术规格: 1、测量类型:中子射线2、探测器: 进口3He正比计数管3、中子测量范围:剂量率:0.1μSv/h ~100mSv/h累积剂量:0.01μSv ~10Sv4、能量范围:中子0.025eV~16MeV5、慢化材料:聚乙烯球6、角响应:±20%7、测量时间:1~120秒可编程设置8、中子灵敏度:大约 1.4 CPS/μSv/h9、伽玛灵敏度:对伽玛射线不灵敏(相对Co-60 的100mSv/h的伽玛射线内)11、报 警 阈: 0.25、2.5、10、20(μSv/h)或自行设置12、显示单位: 剂 量 率:μSv/h、μGy/h、μR/h;累计剂量:nSv;计数率:CPS13、通讯:USB通讯接口,仪器可存储800条数据,并可导出到RenRiNeutron软件14、使用环境:温度-15℃~+50℃、相对湿度(在40℃温度下)≤95%15、电源和功耗:2节标准1号电池(或充电电池)整机耗电≤120mW 16、重量和尺寸:约 300×250×245 (mm)、约7.8Kg17、RenRiNeutron中子剂量率管理软件提供文字表格、曲线图形显示联系人:张经理 13720045883相关内容:http://www.zgfangfuyuan.com/product/szjcly/167.html相关内容:http://www.fsybyq.com/product/zzjcy/167.html

  • X射线衍射

    立体化合物结构确证时,经常会用到X射线衍射,但看到有的地方说单晶X射线衍射法,有的又说粉末X射线衍射法,这两者有区别吗?分别用于什么情况呢?

  • X射线的防护

    X射线对人体组织能造成伤害。人体受X射线辐射损伤的程度,与受辐射的量(强度和面积)和部位有关,眼睛和头部较易受伤害。   衍射分析用的X射线(属“软”X射线)比医用X射线(属“硬”X射线)的波长长,穿透弱,吸收强,故危害更大。所以,每个实验人员都必须牢记:对X射线“要注意防护!”。人体受超剂量的X射线照射,轻则烧伤,重则造成放射病乃至死亡。因此,一定要避免受到直射X射线束的直接照射,对散射线也需加以防护,也就是说,在仪器工作时对其初级X射线(直射线束)和次级X射线(散射X射线)都要警惕。前者是从X射线焦点发出的直射X射线,强度高,它通常只存在于X射线分析装置中限定的方向中。散射X射线的强度虽然比直射X射线的强度小几个数量级,但在直射X射线行程附近的空间都会有散射X射线,所以直射X射线束的光路必需用重金属板完全屏蔽起来,即使小于1mm的小缝隙,也会有X射线漏出。  防护X射线可以用各种铅的或含铅的制品(如铅板、铅玻璃、铅橡胶板等)或含重金属元素的制品,如含高量锡的防辐射有机玻璃等。  按照X射线防护的规定,以下的要求是必须遵守的:  1. 每一个使用X射线的单位须向卫生防疫主管部申请办理“放射性工作许可证”和“放射性工作人员证”;负责人需经过资格审查。  2. X射线装置防护罩的泄漏必须符合防护标准的限制:在距机壳表面外5cm处的任何位置,射线的空气吸收剂量率须小于2.5μGy/小时(Gy -戈瑞,吸收剂量单位)。在使用X射线装置的地方,要有明确的警示标记,禁止无关人员进入。  3. X射线操作者要使用防护用具。  4. X射线操作者要具备射线防护知识,要定期接受射线职业健康检查,特别注意眼、皮肤、指甲和血象的检查,检查记录要建档保存。  5. X射线操作者可允许的被辐照剂量当量定为一年不超过5雷姆或三个月不超过3雷姆(考虑到全身被辐照的最坏情况而作的估算)。  请参照以下标准:    GB4792 — 84 《放射卫生防护基本标准》    GB8703 — 88 《辐射防护规定》    GWF01 — 88 《放射工作人员健康管理规定》

  • 【转帖】X射线衍射原理

    特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20~0.06┱)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用高能电子束轰击金属“靶”材产生X射线,它具有与靶中元素相对应的特定波长,称为特征(或标识)X射线。如铜靶材对应的X射线的波长大约为1.5406埃。考虑到X射线的波长和晶体内部原子面间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程: 2d sinθ=nλ式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。   当X射线以掠角θ(入射角的余角)入射到某一点阵晶格间距为d的晶面上时(图1),在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。布拉格方程简洁直观地表达了衍射所必须满足的条件。当 X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布拉格方程条件的反射面得到反射,测出θ后,利用布拉格方程即可确定点阵晶面间距、晶胞大小和类型 根据衍射线的强度,还可进一步确定晶胞内原子的排布。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法(图2a)的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中(图2b)所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射束的波长作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格方程的条件,故选用连续X射线束。如果利用结构已知的晶体,则在测定出衍射线的方向θ后,便可计算X射线的波长,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。  X射线衍射在金属学中的应用 X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)证明α、β和δ铁都是立方结构,β-Fe并不是一种新相 而铁中的α─→γ转变实质上是由体心立方晶体转变为面心立方晶体,从而最终否定了β-Fe硬化理论。随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定以及在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的成果。如对超点阵结构的发现,推动了对合金中有序无序转变的研究,对马氏体相变晶体学的测定,确定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。目前 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面:   物相分析 是 X射线衍射在金属中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相;后者则根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。   精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数,从而确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。   取向分析 包括测定单晶取向和多晶的结构(见择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。   晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定 由衍射花样的形状和强度可计算晶粒和微应力的大小。在形变和热处理过程中这两者有明显变化,它直接影响材料的性能。   宏观应力的测定 宏观残留应力的方向和大小,直接影响机器零件的使用寿命。利用测量点阵平面在不同方向上的间距的变化,可计算出残留应力的大小和方向。   对晶体结构不完整性的研究 包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(见晶体缺陷)。   合金相变 包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系,等等。   结构分析 对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。   液态金属和非晶态金属 研究非晶态金属和液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。   特殊状态下的分析 在高温、低温和瞬时的动态分析。   此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小,X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等,也得到了重视。   X射线分析的新发展 金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和材料测试的常规方法。早期多用照相法,这种方法费时较长,强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确,并可配备计算机控制等优点,已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来,随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用,使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合,不仅大大加快分析速度,提高精度,而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。 爱心捐助

  • X射线衍射仪!

    请教各位大侠,粉末X射线衍射仪,单晶X射线衍射仪和多晶X射线衍射仪在结构和应用性能有什么区别啊?

  • 【分享】基础知识--中子

    中子(neutron)是组成原子核的核子之一。中子是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中发现,并根据E. 卢瑟福的建议命名的。中子的质量与质子的质量大约相等,并且中子与γ射线一样也不带电. 因此,中子与原子核或电子之间没有静电作用. 当中子与物质相互作用时,主要是和原子核内的核力相互作用, 与外壳层的电子不会发生作用. 中子与物质相互作用的类型主要取决于中子的能量.在辐射防护中,根据中子能量的高低,可以把中子分为慢中子(能量小于5 kev,其中能量为0.025ev 的称为热中子), 中能中子(其能量范围为5-100 kev), 和快中子(0.1-500Mev)3种. 中子与物质的原子核相互作用过程基本上可以分为两类:散射和吸收.散射又可以分为弹性散射和非弹性散射.慢中子与原子核作用的主要形式是吸收.中能中子和快中子与物质作用的主要形式是弹性散射.对于能量大于10Mev的快中子.以非弹性散射为主.在上述的中子和物质的相互作用过程中,除了弹性散射之外,其余各种现象均会产生次级辐射.从辐射防护的观点来看,是相当重要的.在实际工作中,大多数情况遇到的是快中子,快中子与轻物质发生弹性散射时,损失的能量要比与重物质作用时多得多,例如,当快中子与氢核碰撞时,交给反冲质子的能量可以达到中子能量的一半.因此含氢多的物质,像水和石蜡等均是屏蔽中子的最好材料,同时水和石蜡,由于价格低廉,容易获得,效果又好,是最常用的中子屏蔽材料. 石蜡能隔阻中子[flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2009814235022_01_0_3.swf[/flash]

  • X射线衍射仪与X射线荧光光谱仪有什么不同?

    X射线衍射仪简称XRD( X-ray diffractometer ),特征X射线及其衍射X射线是一种波长(0.06-20nm)很短的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。用高能电子束轰击金属靶产生X射线,它具有靶中元素相对应的特定波长,称为特征X射线。如铜靶对应的X射线波长为0.154056 nm。X射线荧光光谱仪简称XRF( X Ray Fluorescence ),人们通常把X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光(X—Ray Fluorescence),而把用来照射的X射线叫原级X射线。所以X射线荧光仍是X射线。一台典型的X射线荧光(XRF)仪器由激发源(X射线管)和探测系统构成。X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。X射线照在物质上而产生的次级 X射线被称为X射线荧光。利用X射线荧光原理,理论上可以测量元素周期表中铍以后的每一种元素。在实际应用中,有效的元素测量范围为9号元素 (F)到92号元素(U)。

  • X射线荧光分析技术应用误区分析

    一、选型误区  随着技术发展,X射线荧光分析仪的种类越来越多,商品名称也比较混乱,再加上用户对相关知识的了解有限,使得用户合理选择仪器的难度大大增加。  误区1:强调“荧光”,许多用户误认为只有用X光管作为激发源的管激发仪器才是X荧光仪,一味地强调所谓“荧光”。事实上,如前所述,无论是采用X光管还是采用放射性同位素源作为激发源,只要是由X射线激发、通过测定被测样品发出的荧光X射线得出其化学成分及含量的仪器,都是X荧光分析仪。  源激发和管激发各有优缺点。源激发类型的仪器结构简单、紧凑,特别是放射性同位素源发出X射线是自然现象,其强度是非常稳定的。虽然有着自然衰减,但这种衰减是遵循可描述的物理规律的,也就是说是我们可以准确计算出来的,而且作为商品化仪器选用的同位素源半衰期都比较长,在短周期内这种衰减几乎反映不出来。放射源的最大弱点在于,它发出的X射线强度小,能量分布不可调。因此可分析元素种类是受限制的,光路的几何布置必须非常紧凑,分析时间相对要长一些,谱线处理和定量分析计算难度较大。  管激发型仪器的激发源是X射线管。与放射性同位素源相比,最大的优点在于其可调节性。通过调节管流和高压,可以在一定范围内改变输出X射线的强度和分布,进而有选择性地提高或减小对某些特定元素的激发效率,提高分析能力。再者,X射线管的输出强度远远高于放射性同位素源,光路的几何布置受限制小,可使用准直器、滤光片、狭缝等进一步提高性能。采用X光管的最大问题在于稳定性,给X光管提供高压的高压电源稳定性必须在万分之三以下,X光管本身还需要冷却,而且环境温度、电网波动等因素都会影响X光管输出X射线的稳定性,从而影响仪器的稳定性。因此,一般来讲,管激发仪器对使用环境及外围条件的要求要比源激发仪器高得多。  误区2:重硬件轻软件和技术。任何一种分析仪器在某一领域的成功应用都是硬件、软件和分析技术有机结合的结果,三者缺一不可。毫无疑问,硬件是基础,但硬件并不能决定一切。从应用的角度来讲,硬件只有通过软件才能充分发挥作用,而分析技术涉及到仪器应用的每一个环节。一台好仪器,一定是建立在分析技术研究基础之上的,否则,它就很难适应众多用户的各种需求,这样的仪器等于没有灵魂。对于软件的考察,绝不能停留在画面的漂亮与否、花样是否齐全等表面文章上,关键要看采用的算法是否先进有效,建立在怎样的分析技术基础上,是否适应于主要被分析样品的特性,还要考虑是否适合操作人员的素质和能力。  误区3:重价格轻服务。价格当然是选购商品的重要因素,但不应当是决定性因素。分析仪器各部件质量及其价格悬殊极大,并且直接决定了仪器的售价,单纯追求价格便宜,很难保证质量。对于X荧光分析仪这样的设备来说,服务往往更为重要。这里所说的服务不仅指安装调试、备品备件供应、维修服务等,更重要的是应用技术服务。对于大多数用户来讲,是不具备自行研究分析技术并用于指导应用的,这种情况下,技术服务显得尤为重要。  误区4:听别人多,看自己少。用户在设备选型时经常会开展一些调研考察,一方面了解一些各种仪器及厂家的基本情况,作一些相互比较;另一方面会去一些与自己情况类似的用户那里考察。这当然是必要的。但最重要的还是要根据自己的实际情况和具体需求来选择。比如:以全厂质量控制为主要目的,样品种类多,需要做全分析,准确度要求高,应用环境比较好,可以考虑X荧光光谱仪;以生产过程控制为主要目的,应用环境较差则可考虑多元素分析仪、钙铁仪等源激发类仪器;原料不太好、波动大,没有预均化措施或很简陋,分析仪器要配置高一些,最好考虑在线分析仪器,在线钙铁仪加多元素分析仪或小型多道X荧光光谱仪便是很好的组合,当然,有条件的可以上中子活化在线分析仪,而原料稳定、预均化很有效,分析仪器的配置则可以低一些,多元素分析仪甚至离线钙铁仪便可以解决问题;操作人员素质较高,仪器可以选择小型多道X荧光光谱仪等功能多样、灵活性较大的,反之则应考虑选择功能单一、操作简单的源激发类仪器。二、技术指标误区  评价一台仪器好坏的技术指标是多重、综合的。用户关心和看重的主要有分析元素范围,即我们通常所说的可分析元素有哪些,分析时间长短,精确度如何等。技术指标的重要性最终还是取决于应用目的。  误区1:片面追求高指标。对于工业分析而言,被分析样品的种类是确定的,甚至是单一的,对结果的要求也是确定的。对于远远高出这些要求的指标的追求实际上是一种资源的浪费。比如:大多数水泥厂的控制分析只做钙、铁,用于率值控制需要测钙、铁、硅、铝,全分析则要求增加Na、Mg、S、K等元素,几万元的钙铁仪便可满足控制要求,如追求能测硅铝则需要约十万元的多元素分析仪,多元素分析仪完全可以满足率值控制四种主要元素分析的要求,如一定要提出更高精度和速度的要求就需要约百万元的小型多道X荧光光谱仪了。由于被分析样品的确定性,经验系数法是最有效的分析方法,如果一定要追求无标样法,便达不到经验系数法的效果。本来被测元素是确定的,而且数量有限,固定道就可以解决问题,一味追求可变道,既多花了钱,还牺牲了稳定性和分析时间;就能量色散型仪器而言,ADC道数也并非越多越好。  误区2:片面追求准确度:每当谈到仪器性能,往往会自然而然地把结果是否准确作为第一判断标准,而且在日常应用中也会把大量的精力用于判断仪器“准不准”,最常见的就是与化学分析“对结果”。准确性固然重要,但作为工业分析而言,精密度决不可忽视,首先要关注的是精密度问题,也就是说,同一样品多次测量,其结果应有良好的一致性,每一测量结果与均值的差要足够小,至于测量值与真值的差,往往属于系统偏差,是可以进行数学校正的。  误区3:不重视稳定性和重现性。所谓稳定性是指同一样品连续测量多次(通常为21次)的标准偏差,而重现性则是同一样品间隔较长时间后再次测量的结果之间的一致性。这两项指标是作为工业分析仪器的关键指标,工业分析的结果主要是用于生产过程的控制和参数调整,分析结果的相对变化直接关系着过程控制和调节。而相对变化的准确测量是建立在稳定性和重复性之上的。  误区4:分析时间越短越好。X射线测量是随机事件的统计测量,是由统计规律决定的,计数的绝对量取决于测量时间,并直接决定着测量误差的大小,足够长的测量时间是测量精度的前提条件,为了保证测量精度,必须有足够的测量时间。三、分析技术误区  分析技术是获得正确结果的保证。分析技术贯穿于仪器应用的全过程。分析方法的选择必须满足仪器应用的需要。  误区1:标样制备太麻烦,最好用无标样法。X射线荧光分析事实上是一种对比分析,特别是经验系数法,测得的X射线强度与相应元素浓度的对应关系完全是建立在标准样品的基础之上的,必须制备足够数量的标准样品,标样的质量直接决定了分析结果的可靠性。基本参数法等无标样分析法一般是用于完全未知样品的初步分析的,所谓无标样也只是不需要系列标准样而已。  误区2:标准样品可以购买别人的。由于每个用户的原料情况、配比是各不相同的,而对于X荧光分析而言,标样与被测未知样越相似,测定结果越好,因此,为了取得好的分析结果,各用户应自己配制标样。标样的配置应注意几个问题:  (1)必须主要用生产用原料配制,个别少量组份可用化学试剂;  (2)标样数目应大于被分析元素个数(至少多两个);  (3)标样中被测元素的含量范围应完全覆盖未知样品相应元素的浓度变化范围;  (4)标样中各被测元素的浓度之间不应存在相关性。  误区3:工作曲线的评价。通常对工作曲线的定量评价标准主要是相关系数和标准偏差,从数学上来讲,相关系数越接近1越好,标准偏差越小越好。但必须首先检查是否符合物理意义,斜率大小是否合适。  误区4:基体校正中元素间影响因子的设定越多越好。如不考虑物理意义就数学结果而选择影响因子,就无法保证未知样分析的正确可靠。影响因子的设定应遵循相邻元素、主元素、浓度变化范围大的元素、重元素的原则,在此基础上根据经验试设。几点建议  (一)仪器选型一定要适应本企业的实际情况,根据预想的主要用途和本企业原料、工艺乃至人员素质情况选购仪器;  (二)再好的仪器也要靠人用,应当充分重视分析技术在仪器应用中的重要作用;  (三)关于在线分析:近年来,中子活化在线分析取得的成功,使在线分析成为水泥工业分析的一个亮

  • X射线荧光光谱分析

    X射线荧光光谱分析

    X射线荧光光谱分析用X射线照射试样时,试样可以被激发出各种波长的荧光X射线,需要把混合的X射线按波长(或能量)分开,分别测量不同波长(或能量)的X射线的强度,以进行定性和定量分析,为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长,同时又有一定能量,因此,X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型和能量色散型。下图是这两类仪器的原理图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112280433_341844_1601823_3.jpg现将两种类型X射线光谱仪的主要部件及工作原理叙述如下: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112280434_341845_1601823_3.jpg两种类型的X射线荧光光谱仪都需要用X射线管作为激发光源。上图是X射线管的结构示意图。灯丝和靶极密封在抽成真空的金属罩内,灯丝和靶极之间加高压(一般为40KV),灯丝发射的电子经高压电场加速撞击在靶极上,产生X射线。X射线管产生的一次X射线,作为激发X射线荧光的辐射源。只有当一次X射线的波长稍短于受激元素吸收限lmin时,才能有效的激发出X射线荧光。大于lmin的一次X射线其能量不足以使受激元素激发。          X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的那部分一次X射线的强度。管工作电压升高,短波长一次X射线比例增加,故产生的荧光X射线的强度也增强。但并不是说管工作电压越高越好,因为入射X射线的荧光激发效率与其波长有关,越靠近被测元素吸收限波长,激发效率越高。   X射线管产生的X射线透过铍窗入射到样品上,激发出样品元素的特征X射线,正常工作时,X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射,其余均变为热能使X射线管升温,因此必须不断的通冷却水冷却靶电极。

  • 【分享】X射线衍射分析的实验方法及其应用

    【分享】X射线衍射分析的实验方法及其应用

    自1896年X射线被发现以来,可利用X射线分辨的物质系统越来越复杂。从简单物质系统到复杂的生物大分子,X射线已经为我们提供了很多关于物质静态结构的信息。此外,在 各种测量方法中,X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。由于晶体存在的普遍性和晶体的特殊性能及其在计算机、航空航天、能源、生物工程等工业领域的广泛应用,人们对晶体的研究日益深入,使得X射线衍射分析成为研究晶体最方便、最重要的手段。本文主要介绍X射线衍射的原理和应用。[B]1、 X射线衍射原理[/B]  1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理 。衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示:[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811191408_119327_1703280_3.jpg[/img]

  • 【资料】化学常识——X射线和放射性的发现!

    一、X射线的发现  X射线是1895年德国物理学家伦琴(Rontgen W.K.1845-1923)发现的 。1895年11月8日晚,伦琴为了进一步研究阴极射线的性质,他用黑色薄纸板把一个克鲁克斯管严密地套封起来,在完全暗的室内做实验。在接上高压电流进行实验中,他意外地发现在放电管一米以外的一个荧光屏(涂有荧光物质铂氰化钡的纸屏)上发生亮的光辉。一切断电源,荧光就立即消失。这个现象使他非常惊奇,于是全神贯注地重复做实验。他发现即使在跷仪器二米处,屏上仍有荧光出现。伦琴确信,这个新奇现象不是阴极射线造成的,因为实验已证明阴极射线只能在空气中进行几厘米,而且不能透过玻璃管。他决定继续对这个新发现进行全面检验。一连六个星期都在实验里废寝忘食地工作着。经过反复实验,他确信发现了一种过去未被人们所知的具有许多特性的新射线。这种射线的本质一时还不清楚,所以他取名为“X射线”(后来科学界称之为伦琴射线)。他在12月下旬写的论文中说明了初步发现的X射线的如下性质:(1)阴极射线打在固体表面上便会产生X射线;固体元素越重,产生的X射线越强。(2)X射线是直线传播的,在通过棱镜时不发生反射和折射,不被透镜聚焦。(3)与阴极射线不同,不能借助磁体(即使磁场很强)使X射线发生任何偏转。(4)X射线能使荧光物质发出荧光。(5)它能使照相底片感光,而且很敏感。(6)X射线具有很强的贯穿能力,比阴极射线强得多。它可以穿透射线具有很强的贯穿能力,比阴极射线强得多。它可以穿透千页的书,二、三厘米厚的木板,几厘米的硬橡皮等。15毫米厚的铝板,不太厚的铜板、银板、金板、铂板和铅板的背后,都可以辨别荧光。只有铅等少数物质对它有较强的吸收作用,对1.5毫米厚的铅板它实际上不能透过。伦琴一次检验铅对X射线的吸收能力时,意外地看到了他自己拿铅片的手的骨髂轮廓。于是他请他的夫人把手放在用黑纸包严的照相底片上,用X射线照射,底片显影后,看到伦琴夫人的手骨像,手指上的结婚戒指也非常清晰,这成了一张有历史意义的照片。

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