蒙特卡羅方法在EDXRF分析中的應(yīng)用.pdf

1、本課題來源于：863計劃項目“海底原位X射線探針系統(tǒng)的研制”和中國地質(zhì)調(diào)查項目“X射線熒光測井技術(shù)研究”。主要研究了241Am和238Pu源激發(fā)Fe、Cu、Zn等樣品特征X射線的蒙特卡羅方法模擬。 在X射線熒光測井儀和海底X射線探針系統(tǒng)的設(shè)計中，樣品激發(fā)源探測器之間的幾何布置直接影響到特征X射線的有效激發(fā)效率和峰背比等參數(shù)。而這些參數(shù)的最佳值將影響原位X射線熒光分析的準確度和檢出限。并且這些參數(shù)值的選擇一般是通過大量的實驗來確定

2、的，其工作量很大，實驗條件難以精確的控制；而且還必須考慮人員的輻射安全與防護問題。 針對上述X射線熒光探頭設(shè)計的難點問題，結(jié)合蒙特卡羅模擬技術(shù)的特點，本文建立了基于MC模擬方法的應(yīng)用程序。用該程序模擬X射線在Si-PIN探測器中的沉積譜線。以面源放出的γ射線激發(fā)樣品特征X射線為研究對象，分析光子從放射源出射到被探測器記錄的整個輸運過程，建立了蒙特卡羅隨機抽樣模型，自行設(shè)計了蒙特卡羅模擬軟件，模擬出X光子的輸運過程并顯示出探測器記

3、錄到的特征X射線能譜。該程序可以調(diào)節(jié)源、探測器和樣品的幾何位置，并根據(jù)所編寫的程序模擬不同幾何條件下特征X射線特征峰的熒光計數(shù)，依此選擇最佳幾何條件。本項工作的主要研究內(nèi)容和成果有以下幾點： (1)論文在大量調(diào)研國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，較系統(tǒng)地論述了能量色散X射線熒光分析技術(shù)的基本原理和蒙特卡羅模擬光子輸運的基本方法； (2)提出了光子輸運的位置、能量、角度、自由程等的隨機抽樣模型和光子輸運過程； (3)論文結(jié)合X射線源激

4、發(fā)Fe、Cu、Zn等樣品的特征X射線能譜與峰面積計數(shù)展開MC模擬。獲得了樣品-源-探測器的最佳幾何位置；并通過對模擬結(jié)果的理論分析，獲得熒光峰面積計數(shù)和樣品含量、介質(zhì)厚度的關(guān)系，尤其是在不同井液厚度條件下，特征X射線峰面積的變化測井探頭源-樣品-探測器幾何設(shè)計要求，對241Am和238Pu； (4)自行開發(fā)了MC模擬軟件，該軟件具有模擬譜線的功能，并得到對241Am和238Pu源激發(fā)Fe、Cu、Zn等樣品的特征X射線在Si-PIN