10、基于基本参数的材料分析XRF光谱快速生成研究

基于基本参数的材料分析XRF光谱快速生成研究

X射线荧光（XRF）分析技术在检测和测量目标样品的元素组成方面应用广泛。目前，由洛斯阿拉莫斯国家实验室开发的蒙特卡罗N粒子输运代码（MCNP）可用于模拟和生成具有各种元素组成的任何样品的XRF光谱。然而，MCNP代码存在两个明显的缺点：一是生成一个具有合理统计精度的XRF光谱需要花费大量时间（长达数小时甚至更久）；二是它无法准确生成L壳层光谱。为了克服这些缺点，本文提出了一种基于谢尔曼方程的新计算模型，即基本参数（FP）方法。

1. XRF光谱分析技术概述

能量色散X射线荧光（ED - XRF）光谱仪已广泛应用于各个领域，用于测量不同目标样品（如土壤、岩石、金属等）的化学成分。它具有无损、低成本、快速原位、可同时测定多种元素以及检测浓度范围广等优点，在矿物分析、材料分析、土壤污染调查、药物成分检测等方面具有重要价值。

不过，由于样品类型、元素种类的差异以及元素间的基体效应，XRF解释结果的准确性会受到很大影响。而且，由于超低浓度（<1ppm）元素的标准样品并不总是可用，因此难以根据样品中微量元素的类型和含量对XRF光谱进行有效校准。所以，提高微量元素的分析技术尤为重要。

2. 相关算法与模型

• 基本算法（FA） ：为了从XRF光谱中获得准确的定量元素组成（重量分数），基于谢尔曼方程推导的基本算法（FA）已被用作标准化方法。谢尔曼方程计算了已知成分样品中每个元素发射的理论净X射线强度，为现代X射线光谱学提供了理论基础，是广泛接受的定量XRF分析算法。但典型的FP方法在分析未校准范围内的样品时，并非普遍准确。