多能射线光子计

[b]SANTIS 0804双能、多能混合光子计数X射线探测器[/b]目前市场有极少数量的双能X射线探测器，多能X射线探测器刚刚进入中国市场，下面是我推荐的一款多能探测器，请同行们指导，多提宝贵建议。[b][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201801/uepic/6f25d67a-b728-49cd-88e9-f0780582d383.jpg[/img][/b] SANTIS 0804多能X射线探测器是由DECTRIS公司设计和生产的双能、多能混合光子计数(HPC)探测器。该探测器的无噪声、无暗电流和高计数能力给一切用户提供无与伦比的的成像效果 SANTIS 0804多能X射线探测器和传统探测器相比，SANTIS 0804图像质量更高、帧速率更高、探测能力更强。同时，SANTIS 0804可以实现双能和多能状态下的优质图像信息。 [b]测器技术参数:[/b][table=578][tr][td=1,1,125][b]版本[/b][/td][td=1,1,217][b]高分辨率(HR)[/b][/td][td=1,1,236][b]多能量(ME)[/b][/td][/tr][tr][td=1,1,125]传感器[/td][td=1,1,217]碘化铬 0.75 mm[/td][td=1,1,236]碘化铬 1.0 mm[/td][/tr][tr][td=1,1,125]有效面积[/td][td=1,1,217]8 x 4 cm[sup]2[/sup][/td][td=1,1,236]8 x 4 cm[sup]2[/sup][/td][/tr][tr][td=1,1,125]像素矩阵[/td][td=1,1,217]1030 x 514[/td][td=1,1,236]515 x 257[/td][/tr][tr][td=1,1,125]像素尺寸[/td][td=1,1,217]75 μ㎡[/td][td=1,1,236]150 μ㎡[/td][/tr][tr][td=1,1,125]MTF在1 IP /毫米[/td][td=1,1,217] 90%[/td][td=1,1,236] 90%[/td][/tr][tr][td=1,1,125]能量范围[/td][td=1,1,217]最大至 120 kVp[/td][td=1,1,236]最大至160 kVp[/td][/tr][tr][td=1,1,125]阈值能量的数量[/td][td=1,1,217]2[/td][td=1,1,236]4[/td][/tr][tr][td=1,1,125]能量分辨率[/td][td=1,1,217]1.9 at 22 keV (FWHM)[/td][td=1,1,236]1.9 at 22 keV (FWHM)[/td][/tr][tr][td=1,1,125]填充因子[/td][td=1,1,217]100%[/td][td=1,1,236]100%[/td][/tr][tr][td=1,1,125]动态范围[/td][td=1,1,217]32 bit[/td][td=1,1,236]32 bit[/td][/tr][tr][td=1,1,125]帧速率[/td][td=1,1,217]up to 40 Hz[/td][td=1,1,236]up to 40 Hz[/td][/tr][tr][td=1,1,125]最大输入计数率[/td][td=1,1,217]1.5 * 10[sup]9[/sup] photons/s/mm2[/td][td=1,1,236]0.4 * 10[sup]9[/sup] photons/s/ mm2[/td][/tr][tr][td=3,1,578]所有规格如有变更，恕不另行通知。[/td][/tr][/table]

一、X射线的发现 1895年德国物理学家伦琴(W．C．RÖ ntgen)在研究阴极射线管中气体放电现象时，用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极，一个叫做阴极)的密封玻璃管，在电极两端加上几万伏的高压电，用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄，在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时，偶然发现距离玻璃管两米远的地方，一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验，用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书，都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是，当用手去拿这块发荧光的纸板时，竞在纸板上看到了手骨的影像。 当时伦琴认定：这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因无法解释它的原理，不明它的性质，故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号，称为“X”射线(或称X射线或简称X线)。这就是X射线的发现与名称的由来。此名一直延用至今。后人为纪念伦琴的这一伟大发现，又把它命名为伦琴射线。 X射线的发现在人类历史上具有极其重要的意义，它为自然科学和医学开辟了一条崭新的道路，为此1901年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖金。 科学总是在不断发展的，经伦琴及各国科学家的反复实践和研究，逐渐揭示了X射线的本质，证实它是一种波长极短，能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0．001～100nm，医学上应用的X射线波长约在0．001。～0．1nm之间)，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此，X射线除具有可见光的一般性质外，还具有自身的特性。

能谱仪的计数器接收到一个X射线光子是不是就代表有一个原子与之对应？定量的原理是什么？？

γ 射线是不带电的中性粒子(也即是电磁波), 波长短于0.2埃的电磁波。首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。γ射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生γ射线 ，其静止质量等于零,也称为光子. 当γ射线和物质相互作用时,同带电粒子与物质的相互作用情况大不相同,γ射线不能使物质直接电离和激发,也没有射程的概念.γ 射线与物质相互作用有3种主要形式, 即光电效应,康普顿效应和电子对效应. 能量较低的γ射线, 在物质中主要产生光电效应 中等能量时,主要产生康普敦效应 而能量较高时, 主要是电子对效应. 3种效应都会产生能使物质的原子电离或激发的次级电子, 而次级电子在物质中的射程不长,所以在考虑对γ射线的屏蔽时,不需要另外采取防护措施. 这就是说, 3种效应产生次数的多少,即是物质吸收γ辐射多少的标志. 理论和实践都证明, 光电效应正比于吸收物质的原子序数Z的4次方,康普顿效应正比于Z/A, 而电子对效应正比于Z 平方.因此屏蔽γ射线时,以采用原子序数高的重物质为最好,例如铅. 通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。 γ射线是一种强电磁波，它的波长比X射线还要短，一般波长＜0．001纳米。在原子核反应中，当原子核发生α、β衰变后，往往衰变到某个激发态，处于激发态的原子核仍是不稳定的，并且会通过释放一系列能量使其跃迁到稳定的状态，而这些能量的释放是通过射线辐射来实现的，这种射线就是γ射线。 γ射线具有极强的穿透本领。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正 常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。 γ射线在物质中的吸收 [flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2009814235322_01_0_3.swf[/flash]g射线通过物质时，由于光电效应、康普顿效应和电子对生成而损失能量，并逐渐被物质吸收。物质对g光子阻挡能力用半值厚度(half value layer)表示，半值厚度即使g光子活度减弱一半所需要的物质厚度。半值厚度与入射光子能量和介质密度有关，入射光子能量越低，介质密度越大则半值厚度越小，即物质对射线的阻挡作用越强。故g射线常用密度大的物质进行防护

2011年05月04日 来源： 科技日报 作者： 常丽君　　本报讯 长期以来，建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道，莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案，并从理论上证明，钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。 　　尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础，但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中，处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数，为了得到激光，必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目，这种情况称为粒子数反转。在普通激光中，粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出，而伽马射线激光的光子是由原子核发出，也称为原子核光。　　原子核光的产生至少要克服两个基本难题：一是积累一定量的同质异能原子核（能长时间保持激发态的原子核），二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说，他们利用钍元素的独特原子核结构，满足了这些要求，与外部激光的光子直接反应的是钍原子核，而不是它的电子。　　研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟（LiCaAlF6）混合物，并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后，原子核跟周围的电磁场发生反应，产生了粒子数反转，使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后，原子核能够发射或吸收光子而不会反冲，能发光而不会损失能量。　　塔卡利亚表示，该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是，可作为原子核频率的度量标准，即“原子核钟”。此外，该设备还可用以测试许多自然界的基本属性，如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。（常丽君）

Ｘ射线是由高能量粒子轰击原子所产生的电磁辐射，具有波粒二象性．电磁辐射的辐射能是由光子传输的，而光子所取的路径是由波动场引导．Ｘ射线的这种波粒二象性，可随不同的实验条件表现出来．显示其波动性有：以光速直线传播＼反射＼折射＼衍射＼偏振和相干散射；显示其微粒性有：光电吸收＼非相干散射＼气体电离和产生闪光等．此外，能量大于１．０２ＭeV时，可生成正负电子对．Ｘ射线波长范围在０．０１－１０nm之间，能量为１２４－０．１２４ＫeV．其短波段与r射线长波段相重叠，其长波则与真空紫外的短波段相重叠．应当指出光的波动理论和光的量子理论是彼此互补的．用电磁波解释光的传播方式，而用光量子解释光与物质作用时的能量交换方式，这两种形式是完全独立的，只有用这两种不同的理论方能全面认识Ｘ射线的本质．　　用Ｘ射线管辐照样品，是产生荧光Ｘ射线光谱的常用方法．Ｘ射线管产生的Ｘ射线很低时，只产生连续谱；当所加电压大于或等于Ｘ射线管的阳极材料激发电势时，特性Ｘ射线光谱即以叠加在连续谱上的形式出现．这种特征光谱的波长决定于Ｘ射线管的阳极材料．连续光谱与白色光相似，具有连续的一系列波长的Ｘ射线；特征Ｘ射线光谱与单色光相似，是若干具有一定波长而不连续的线状光谱，可称之为单色Ｘ射线．原级Ｘ射线谱强度分布随Ｘ射线管类型＼阳极材料＼Ｘ射线管所用的窗口材料（铍窗）的厚度＼焦斑形状＼施加电压和Ｘ射线管的出射角等条件而变．

X射线荧光衍射：利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。按激发、色散和探测方法的不同，分为X射线光谱法(波长色散)和X射线能谱法(能量色散)。 当原子受到X射线光子(原级X射线)或其他微观粒子的激发使原子内层电子电离而出现空位，原子内层电子重新配位，较外层的电子跃迁到内层电子空位，并同时放射出次级X射线光子，此即X射线荧光。较外层电子跃迁到内层电子空位所释放的能量等于两电子能级的能量差，因此，X射线荧光的波长对不同元素是特征的。 根据色散方式不同，X射线荧光分析仪相应分为X射线荧光光谱仪(波长色散)和X射线荧光能谱仪(能量色散)。 X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大，用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由样品室、狭缝、测角仪、分析晶体等部分组成。通过测角器以1∶2速度转动分析晶体和探测器，可在不同的布拉格角位置上测得不同波长的X射线而作元素的定性分析。探测器的作用是将X射线光子能量转化为电能，常用的有盖格计数管、正比计数管、闪烁计数管、半导体探测器等。记录单元由放大器、脉冲幅度分析器、显示部分组成。通过定标器的脉冲分析信号可以直接输入计算机，进行联机处理而得到被测元素的含量。 X射线荧光能谱仪没有复杂的分光系统，结构简单。X射线激发源可用X射线发生器，也可用放射性同位素。能量色散用脉冲幅度分析器 。探测器和记录等与X射线荧光光谱仪相同。 X射线荧光光谱仪和X射线荧光能谱仪各有优缺点。前者分辨率高，对轻、重元素测定的适应性广。对高低含量的元素测定灵敏度均能满足要求。后者的X射线探测的几何效率可提高2～3数量级，灵敏度高。可以对能量范围很宽的X射线同时进行能量分辨(定性分析)和定量测定。对于能量小于2万电子伏特左右的能谱的分辨率差。 X射线荧光分析法用于物质成分分析，检出限一般可达10-5～10-6克／克(g／g)，对许多元素可测到10-7～10-9g／g，用质子激发时 ，检出可达10-12g／g；强度测量的再现性好；便于进行无损分析；分析速度快；应用范围广，分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。除用于物质成分分析外，还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究。

如题，对FPC而言。当然众所周知，脉冲幅度表征入射光子能量。

X射线的发现 1895年德国物理学家伦琴(W．C．RÖ ntgen)在研究阴极射线管中气体放电现象时，用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极，一个叫做阴极)的密封玻璃管，在电极两端加上几万伏的高压电，用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄，在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时，偶然发现距离玻璃管两米远的地方，[color=#d40a00]一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光[/color]。再进一步试验，用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书，都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是，[color=#d40a00]当用手去拿这块发荧光的纸板时，竞在纸板上看到了手骨的影像[/color]。 当时伦琴认定：这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。[b]因无法解释它的原理，不明它的性质，故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号，称为“X”射线(或称X射线或简称X线)。[/b]这就是X射线的发现与名称的由来。此名一直延用至今。后人为纪念伦琴的这一伟大发现，又把它命名为伦琴射线。 X射线的发现在人类历史上具有极其重要的意义，它为自然科学和医学开辟了一条崭新的道路，为此1901年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖金。 科学总是在不断发展的，经伦琴及各国科学家的反复实践和研究，逐渐揭示了X射线的本质，证实它是一种波长极短，能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0．001～100nm，医学上应用的X射线波长约在0．001～0．1nm之间)，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此，X射线除具有可见光的一般性质外，还具有自身的特性。其中有几点想和大家交流讨论，还望版友们指点迷津：1、明亮的荧光，荧光既然有颜色，那这荧光是什么颜色呢？2、医院用的CT扫描仪发射的就是X射线(原理是使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上，再经过电子计算机的处理，使人体各部位的图像从荧屏上显示出来)。那这X射线照在身体上是安全的？

X射线脉冲星导航系统由X射线成像仪和光子计数器(探测器)、星载原子时钟、星载计算设备、导航模型算法库和脉冲星模型数据库组成。从X射线脉冲星导航原理框图中可以看到,脉冲星导航定位和姿态测量分别在两个环路中实现,前者的输入信息为光子计数器提取的脉冲信号和相位,输出为卫星位置、速度和时间信息 后者的输入信息为X射线成像仪提取的脉冲星角位置,输出为卫星姿态角分量。 1.X射线脉冲星导航定位 基于X射线脉冲星的卫星自主导航定位的实现流程如下: (1)脉冲到达时间测量 星载探测器接收X射线光子,光子计数器输出脉冲信号和相位信息 脉冲信号进入原子时钟的锁相环路,修正本地时钟漂移,标定和输出脉冲到达时间。 (2)脉冲到达时间转换改正 调用基本参数数据库和脉冲星模型数据库,对罗默(Roemer)延迟、歇皮诺(Shapiro)延迟、爱因斯坦(Einstein)延迟、光行差延迟和星际色散效应等误差项进行改正,转换得到在太阳系质心坐标系中的脉冲到达时间测量值。 (3)脉冲到达时间与预报时间对比 调用脉冲星模型数据库,提取标准脉冲轮廓和脉冲计时模型,由脉冲计时模型预报脉冲到达时间 整合测量脉冲轮廓,并与标准轮廓进行相关处理,得到脉冲到达时间差(基本观测量)。 (4)卡尔曼滤波处理 利用多颗脉冲星组成基本观测向量,构造脉冲星导航定位测量方程,调用卫星摄动轨道力学方程、星载时钟系统状态方程和卡尔曼滤波器,得到卫星位置、速度和时间偏差估计。 (5)导航参数预报 利用导航定位偏差估计值,可以修正卫星近似位置、速度和时间等参数 分别采用数值积分方法和星载时钟模型短时预报卫星位置、速度和时间等导航参数,输出到卫星平台控制系统,自主进行轨道控制和钟差修正。 2.X射线脉冲星姿态测量 利用X射线脉冲星信号测定卫星姿态的方法与星体跟踪器类似,区别在于是用X射线代替可见光观测。一旦X射线成像仪提取脉冲星影像,脉冲星在探测器平面和星体坐标系的角位置也就随之确定。由于脉冲星相对于太阳系质心坐标系的位置已精确测定,因此可以进行星体坐标系与太阳系质心坐标系之间的旋转变换。于是,可以直接提取坐标变换的欧拉角信息,或利用姿态四元素方法进行滤波估计,最终获得卫星俯仰、滚动和偏航等姿态信息,并输出到卫星平台控制系统,自主进行飞行姿态控制。

包括如下二个内容：１　X射线的产生及其性质２　X射线分析基本内容[color=blue][b]X射线的产生及其性质[/b][/color] 来源：internet凡是以高速运动的电子碰到任何障碍物，都能发生X射线。电子由于被急剧地阻止而失去自己的动能，此动能的大部分变为热能，一小部分变为X射线的能量。因此为了获得X射线，必须有一这样的仪器，它可以：(1)用某种方法得到一定量的自由电子；(2)迫使这些电子在一定的方向上以很大的速度运动；(3)在电子运动的路途上设且一个急剧阻止电子的障碍物(靶子)。X射线和普通光一样，是一种电磁波，但波长很短，即入很小，则光子能量(hv)很大，穿透力很强。X射线波长一般为0.01—10A，X射线结构分析中常用0．5—2A波长的X射线。X射线的波长分布有两种：(1)连续光谱(白色X射线)；(2)不连续光谱(单色X射线，特征X射线，标识X射线)。产生连续光谱的原因，是高速电子碰到(阳极)原子上，速度骤然降低，必有能量辐射出来。连续X射线谱与靶金属的性质无关。常用的X射线管如图2—1所示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/11/200511231942_10601_1618686_3.gif[/img]图2—1 X射线发生装置1— 升压变压器；2— X 射 线 管；3— 加热变压器。

虽然波长色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪与能量色散型（WD-XRF）X射线荧光光谱仪同属X射线荧光分析仪，它们产生信号的方法相同，最后得到的波谱或者能谱也极为相似，但由于采集数据的方式不同，ED-XRF（波谱）与ED-XRF（能谱）在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。　　（一）原理区别　　X-射线荧光光谱法，是用X-射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线（X-荧光）。波长色散型荧光光仪（WD-XRF）是分光晶体将荧光光束色散后，测定各种元素的含量。而能量色散型X射线荧光光仪（WD-XRF）是借助高分辨率敏感半导体检测器与多道分析器将未色散的X-射线按光子能量分离X-射线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量。由于原理不同，故仪器结构也不同。　　（二）结构区别　　波长色散型荧光光谱仪（WD-XRF），一般由光源（X-射线管）、样品室、分光晶体和检测系统等组成。为了准确测量衍射光束与入射光束的夹角，分光晶体系安装在一个精密的测角仪上，还需要一庞大而精密并复杂的机械运动装置。由于晶体的衍射，造成强度的损失，要求作为光源的X-射线管的功率要大，一般为２～３千瓦。但X-射线管的效率极低，只有１％的电功率转化为X-射线辐射功率，大部分电能均转化为热能产生高温，所以X-射线管需要专门的冷却装置（水冷或油冷），因此波谱仪的价格往往比能谱仪高。能量色散型荧光光谱仪（WD-XRF），一般由光源（X-射线管）、样品室和检测系统等组成，与波长色散型荧光光谱仪的区别在于它用不分光晶体。由于这一特点，使能量色散型荧光光仪具有如下优点：　　①仪器结构简单，省略了晶体的精密运动装置，也无需精度调整。还避免了晶体衍射所造成的强度损失。光源使用的X-射线管功率低，一般在100W以下，不需要昂贵的高压发生器和冷却系统，空气冷却即可，节省电力。　　②能量色散型荧光光仪的光源、样品、检测器彼此靠得很近，X-射线的利用率很高，不需要光学聚集，在累积整个光谱时，对样品位置变化不象波长色散型荧光光谱仪那样敏感，对样品形状也无特殊要求。　　③在能量色散谱仪中，样品发出的全部特征X-射线光子同时进入检测器，这就奠定了使用多道分析器和荧光屏同时累积和显示全部能谱（包括背景）的基础，也能清楚地表明背景和干扰线。因此，半导体检测器X-射线光谱仪能比晶体X-射线光谱仪快而方便地完成定性分析工作。　　④能量色散法的一个附带优点是测量整个分析线脉冲高度分布的积分程度，而不是峰顶强度。因此，减小了化学状态引起的分析线波长的漂移影响。由于同时累积还减小了仪器的漂移影响，提高净计数的统计精度，可迅速而方便地用各种方法处理光谱。同时累积观察和测量所有元素，而不是按特定谱线分析特定元素。因此，见笑了偶然错误判断某元素的可能性。（选自网络，侵删）

X射线照到到物体上一般有三种现象：散射；吸收；投射。吸收那部分与物质作用发生康普顿效应和俄些效应，这是知道的，但看书上说还有热量传出，这是什么缘故，这部分热量是从哪出来的，机理是什么？多谢热心人的解答，最近看了些资料，感觉热量是发生非相干散射时耗散的，X光子将能量一部分传给外层电子，这部分能量可以使这外层电子成为反冲电子或光电子，如果入射光子没能将这外层电子打出，外层电子只是在原地晃了晃，X光子的能量就会变为热能耗散在物质中。不知理解的对不对，望达人指正。

中国科技网讯 据物理学家组织网日前报道，美国能源部斯坦福直线加速器中心国家加速器实验室的研究人员，采用金刚石细薄片把直线加速器的相干光源转化为手术刀般更精确的工具，以探测纳米世界。改进后的激光脉冲可在X射线波长更窄频带高强度聚焦，开展以前所不能为的实验。该研究结果刊登在《自然·光子学》杂志上。 这个过程被称为“自激注入”，金刚石将激光束过滤为单一的X射线颜色，然后将其放大。研究人员可以在原子水平研究和操纵物质上有更强的能力，传送更为清晰的物质、分子和化学反应的影像。 人们谈论“自激注入”已经近15年，直到2010年斯坦福线性加速器中心成立时，才由欧洲自由电子激光器和德国电子加速器研究中心的研究人员提出，并由来自斯坦福线性加速器中心和阿贡国家实验室的工程队伍将其建立。“自激注入”可潜在地产生更高强度的X射线脉冲，显著高于目前直线加速器相干光源的性能。每个脉冲增加的强度可以用来深入探测复杂的材料，以帮助解答诸如高温超导体等特殊物质或拓扑绝缘体中复杂电子态等问题。 直线加速器相干光源通过接近光速的电子群加速激光束，用一系列磁体将其设定为“之”字路径。这将迫使电子发射X射线，聚集成亮度超过之前10亿倍的激光脉冲。如果没有“自激注入”，这些X射线激光脉冲包含的波长（或颜色）范围比较宽，无法被所有的实验使用。之前在直线加速器相干光源创造更窄波段（即更精确波段）的方法则会导致大量的强度损失。 研究人员在可产生X射线的130米长磁体的中间段安装了一片金刚石晶体，由此创建了一个精确的X射线波段，并且使直线加速器相干光源更像是“激光”。该中心物理学家黄志荣（音译）说：“如果我们完成系统的优化，并添加更多的波荡，所产生的脉冲集中的强度将达10倍之多。”目前世界各地的相关实验室已经趋之若鹜，计划将这一重要进展与自身的X射线激光设施相结合。（记者 华凌） 《科技日报》（2012-09-17 二版）

利用原级 X射线光子或其他微观粒子激发待测物质中的原子,使之产生荧光（次级X射线）而进行物质成分分析和化学态研究的方法。在成分分析方面，X射线荧光光谱分析法是现代常规分析中的一种重要方法。 　　[b]简史 [/b]　20世纪20年代瑞典的G.C.de赫维西和R.格洛克尔曾先后试图应用此法从事定量分析，但由于当时记录和探测仪器水平的限制，无法实现。40年代末，随着核物理探测器的改进，各种计数器相继应用在X射线的探测上，此法的实际应用才成为现实。1948年H.弗里德曼和 L.S.伯克斯制成了一台波长色散的X射线荧光分析仪，此法才开始发展起来。此后,随着X射线荧光分析理论和方法的逐渐开拓和完善、仪器的自动化和计算机水平的迅速提高，60年代本法在常规分析上的重要性已充分显示出来。70年代以后，又按激发、色散和探测方法的不同，发展成为X射线光谱法（波长色散）和X射线能谱法（能量色散）两大分支，两者的应用现已遍及各产业和科研部门。

美探索用反物质造伽马射线激光器 可对非常微小的空间进行探测 科技日报讯 传统激光器的操作光波可从红外线到X射线一网打尽，而伽马射线激光器则依靠比X射线更短的光波来运行，这就使其能产生波长仅为X射线千分之一的光波，从而能对非常微小的空间进行探测，并在医学成像领域大展拳脚。不过，长期以来，建造伽马激光器一直是个难题。现在，美国科学家让一类名为“电子偶素（positronium）”的物质—反物质混合物作为增益介质，将普通光变成了激光束。 据美国趣味科学网站5月8日报道，在最新一期的《物理评论·原子分子物理》杂志上，马里兰大学联合量子研究所的王逸新（音译）、布兰登·安德森以及查尔斯·克拉克撰文表示，他们发现，当向电子偶素提供特定能量，它将产生在其他能量下无法制造出的激光；而且，要制造出激光束，这种电子偶素必须处于玻色—爱因斯坦凝聚态下。 克拉克解释道，这种奇怪的效应与电子偶素的“性格”有关。每个电子偶素“原子”实际上是一个普通的电子和一个正电子（电子的反物质）。正电子和电子分别带正负电荷。当它们相遇时，会相互湮灭并释放出两个高能光子，这两个光子位于伽马射线范围内，反向移动。 有时，电子和正电子会围绕对方旋转，就像电子围绕着质子旋转组成原子一样。然而，正电子比质子轻，因此电子偶素并不稳定，在不到十亿分之一秒内，电子和正电子会相互碰撞并发生湮灭。 为了制造出伽马射线激光器，科学家们需要使电子偶素的温度非常低，接近绝对零度（零下273摄氏度）。这一冷却过程会让电子偶素进入波色—爱因斯坦凝聚态，这种状态下物质内的所有原子，也就是电子—正电子对，进入同样的量子状态，一举一动整齐划一。 量子状态的一个方面是自旋。电子偶素的自旋数要么为1，要么为0。一束远红外线光脉冲能让电子偶素的自旋数为0。自旋为零的电子偶素会湮灭并产生双方向相干的伽马射线束—激光束。研究人员表示，能做到这一点是因为所有电子偶素“原子”拥有同样的自旋数。如果是自旋为0和自旋为1的电子偶素随机组合，那么，光会朝各个方向散射。 研究人员也计算出，为了让一台伽马射线工作，每立方厘米大约需要1018个电子偶素原子，听起来有点多，但与空气的密度相比还是少很多，同样体积的空气大约有2.5×1019个原子。 在1994年首次提出伽马射线激光器这一概念的贝尔实验室的艾伦·米尔斯表示，研究人员可以借用数学方法，让制造这种激光器所需要的环境更加精确。（刘霞）来源：中国科技网-科技日报 2014年05月10日

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。

β射线是高速运动的电子,带有1个负电荷,质量为氢原子质量的1/1840,当其和物质相互作用时,也会引起物质原子的电离和激发,β粒子的质量比α粒子的质量要小得多,所以1个与α粒子的能量相同的β粒子, 在同一种物质中的射程要比α粒子长得多.例如,1个能量为5 Mev的α粒子, 在空气中的射程只有3.5cm, 而1个能量为5 Mev的β粒子,在空气中的最大射程可达20m。 与α粒子不同,β粒子穿过物质时,有明显的散射现象,其特点是β粒子的运动方向发生 了改变.当运动方向发生大的改变(例如偏折)时, β粒子的一部分动能会以X射线的形式辐射出来,这种辐射叫韧致辐射.韧致辐射的强度既与阻止物质的原子序数Z的平方成反比,还与β射线的能量成正比. 由于对X射线的屏蔽要比对β射线本身的屏蔽困难得多, 所以对β射线的屏蔽,通常要选用原子序数比较低的物质,诸如像有机玻璃和铝这样的材料,作为β射线的屏蔽物质,从而使得β射线在屏蔽材料中转变为韧致辐射的份额较少.但对于放射性活度及β粒子的能量均较高的β辐射源,最好在轻材料屏蔽的后面, 再添加一定厚度的重物质屏蔽材料,以屏蔽掉韧致辐射.β射线与物质的相互作用1）电子的能量损失：a.电离损失——快电子通过靶物质时，与原子的核外电子发生非弹性碰撞，使物质原子电离或激发，因而损失其能量，这与重带电粒子情况相类似。电离损失（电子碰撞能量损失）是β射线在物质中损失能量的重要方式。b.辐射损失——这是β粒子与物质原子的原子核非弹性碰撞时产生的一种能量损失。当带电粒子接近原子核时，速度迅速减低，会发射出电磁波（光子），这种电磁辐射叫轫致辐射。（2）电子的散射；β 粒子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，而不辐射能量，这种过程称为弹性散射。由于电子的质量小，因而散射角度可以很大（与α粒子相比，β粒子的散射要大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的运动方向。同时，入射电子能量越低，及靶物质的原子序数越大，散射也就越厉害。β粒子在物质中经过多次散射其最后的散射角可以大于90°，这种散射成为反散射。（3）β射线的射程和吸收.[flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2009814235638_01_0_3.swf[/flash]

自从1895年伦琴发现X-射线以来，产生的X-射线仪器多种多样。但是进入80年代，由于20世纪末，半导体材料和计算及技术的迅速发展，出现了Si(Li) 探测器技术和能量色散分析技术。 最近十几年在国际上一种新的多元素分析仪器迅速发展起来。已经成为一种成熟的，应用广泛的分析仪器。他就是X-射线荧光能谱仪,全称为：能量色散X-射线荧光光谱仪。以下介绍一下这种仪器的情况：一.X-荧光能谱技术基本理论1．X-荧光 物质是由原子组成的，每个原子都有一个原子核，原子核周围有若干电子绕其飞行。不同元素由于原子核所含质子不同，围绕其飞行的电子层数、每层电子的数目、飞行轨道的形状、轨道半径都不一样，形成了原子核外不同的电子能级。在受到外力作用时，例如用X-光子源照射，打掉其内层轨道上飞行的电子，这时该电子腾出后所形成的空穴，由于原子核引力的作用，需要从其较外电子层上吸引一个电子来补充，这时原子处于激发态，其相邻电子层上电子补充到内层空穴后，本身产生的空穴由其外层上电子再补充，直至最外层上的电子从空间捕获一个自由电子，原子又回到稳定态（基态）。这种电子从外层向内层迁移的现象被称为电子跃迁。由于外层电子所携带的能量要高于内层电子，它在产生跃迁补充到内层空穴后，多余的能量就被释放出来，这些能量是以电磁波的形式被释放的。而这一高频电磁波的频率正好在X波段上，因此它是一种X射线,称X-荧光。 因为每种元素原子的电子能级是特征的，它受到激发时产生的X-荧光也是特征的。注意，这里的X-荧光要同宝石学中所描述的宝石样品在X射线照射下所发出可见光的荧光概念相区别。2．X荧光的激发源为使被测物质产生特征X-射线，即X-荧光，需要用能量较高的光子源激发。光子源可以是X-射线，也可以是低能量的γ-射线，还可以是高能量的加速电子或离子。对于一般的能谱技术，为了实现激发，常采用下列方法。a.源激发 放射性同位素物质具有连续发出低能γ-射线的能力，这种能力可以用来激发物质的X荧光。用于源激发使用的放射性同位素主要是: 55Fe（铁）、109Cd（镉）、241Am（镅）、244Cm（锔）等，不同的放射性同位素源可以提供不同特征能量的辐射。一般将很少量的放射性同位素物质固封在一个密封的铅罐中，留出几毫米或十几毫米的小孔径使射线经过准直后照射到被测物质。源激发具有单色性好，信噪比高，体积小，重量轻的特点，可制造成便携式或简易式仪器。但是源激发功率低，荧光强度低，测量灵敏度较低。另一方面，一种放射性同位素源的能量分布较为狭窄，仅能有效分析少量元素，因此，有时将两种甚至三种不同的放射性同位素源混合使用，以分析更多的元素。b.管激发 管激发是指使用X-射线管做为激发源。X-射线管是使用密封金属管，通过高压使高速阴极电子束打在阳极金属材料钯上（如Mo靶、Rh靶、W靶、Cu靶等），激发出X-射线，X-射线经过(X射线)管侧窗或端窗、并经过准直后，照射被测物质激发X-荧光。由于X-射线管发出的X-射线强度较高，因此，能够有效激发并测量被测物质中所含的痕量元素。另一方面X-射线管的高压和电流可以随意调整，能够获得不同能量分布的X-射线，结合使用滤光片技术，可以选择激发更多的元素。3．X-射线荧光能谱 物质是由一种元素或多种元素组成的。当光子源照射到物质上时，物质中各种元素发出混和在一起的各自特征的X荧光。这些特征的X荧光具有特征的波长或能量，每种荧光的强度与物质中发出该种荧光元素的浓度相关。 为了区分混和在一起的各元素的X-荧光，常采用两种分光技术，一是通过分光晶体对不同波长的X-荧光进行衍射而达到分光目的，然后用探测器探测不同波长处X-荧光强度，这项技术称为波长色散光谱。另一项技术是首先使用探测器接收所有不同能量的X-荧光，通过探测器转变成电脉冲信号，经前置放大后，用多道脉冲高度分析器（MPHA）进行信号处理，得到不同能量X-荧光的强度分布谱图，即能量色散光谱，简称X-荧光能谱。4．能量色散X-荧光的探测X-荧光是波长极短的电磁波，为非可见光，需要使用探测器进行探测，探测器可以将X-荧光电磁波信号转换成电脉冲信号。依分辨率高低档次由低至高常用的探测器有NaI晶体闪烁计数器，充气（He, Ne, Ar, Kr, Xe等）正比计数管器、HgI2晶体探测器、半导体致冷Si PIN 探测器、高纯硅晶体探测器、高纯锗晶体探测器、电致冷或液氮致冷Si（Li）锂漂移硅晶体探测器、Ge（Li）锂漂移锗探测器等。 探测器的性能主要体现在对荧光探测的检出限、分辨率、探测能量范围的大小等方面。 低档探测器有效检测元素数量少，对被测物质中微量元素较难检测，分辨率一般在700－1100eV，一般可分析材料基体中元素数量较少，元素间相邻较远，含量较高的单个元素。中档探测器有效检测元素数量稍多，对痕量元素较难检测，分辨率一般在200－300eV，一般用于检测的对象元素不是相邻元素，元素相邻较远（至少相隔1-2个元素以上），基体内各元素间影响较小。高档探测器可以同时对不同浓度所有元素（一般从Na至U）进行检测，分辨率一般在150－180eV。可同时测定元素周期表中Na-U范围的任何元素。对痕量检测可达几个ppm量级。5．X-荧光能谱定性定量分析 对采集到的X-荧光能谱进行定性分析是指对X-荧光能谱中出现的峰位进行判断，根据能量位置确定被测物质所含的元素。定量分析是根据被测物质中不同元素的浓度与其X-荧光能谱中峰的计数强度的相关关系，使用特定计算方法，根据峰的计数强度计算出元素的浓度。

科技日报讯 （记者王小龙）据物理学家组织网11月25日（北京时间）报道，通过使用一个小巧但功能强大的激光器，美国内布拉斯加大学林肯分校的科学家开发出了一种能够放在普通房间或卡车上的小型同步辐射X射线装置，有望改变人们对这类装置的印象，拓展同步辐射X射线的应用范围。相关论文发表在最近出版的《自然·光子学》杂志上。 同步辐射光源是多学科前沿研究和高技术开发应用的“超级显微镜”，能够帮助科学家看到人类无法想象的物质细微结构。同步辐射X射线是其中的一种，与普通X射线相比，其成像质量更高、细节更为丰富，在探索物质内部结构和医学成像等领域均有着重要的应用价值。但因其规模大、造价高、运行维护费用昂贵，目前只有为数不多的几个国家建有这样的设备，极大地限制了该技术的应用和普及。 在传统的同步辐射设备中，要产生这样的射线需要将电子加速到非常高的能量，而后周期性地改变方向，引导其在X射线的波长范围内释放能量，产生同步辐射X射线，因此必须用到巨大的加速器。而新研究中，科学家们用激光取代了电子加速器和其中的磁铁，实现了同样的目的。他们首先将激光束集中汇聚到一个气体射流上，形成强流相对论性电子束。而后再让另外一束激光与其汇聚，由此产生电子高速振动，生成高质量的同步辐射X射线，这一过程也被称为康普顿散射。值得注意的是，在此过程中光子的能量被增加了上百万倍，而产生这些高能射线的核心装备还没有一个硬币大。 该技术的核心是找到让散射激光束和激光加速的电子束这两条细微光束发生碰撞的方法。这就如同让两颗子弹在空中相撞一样。而要让这种“光子子弹”相撞更为困难，因为它们速度都接近光速。 领导这项研究的内布拉斯加大学林肯分校强光实验室主任唐纳德·乌姆斯塔特教授认为，小型化同步辐射X射线设备让更多的科研人员和医生获得了更强大的研究和诊断工具。 总编辑圈点原本作为高能对撞机“副产品”的同步辐射光源，现在已经是人类对“光”最前沿的应用。不过正如文中所说，巨大的体积和昂贵的价格，成为其大规模使用的巨大障碍——欧洲同步辐射光源的储存环周长达844米，上海光源的投资超过12亿元。如今，不论“迷你版”X射线装置与“巨型版”同步辐射装备相比，原理是否相同、功能是否弱化，都可以说它代表了一个方向——科学史上，很多了不起的技术都是通过微型化道路迎来了空前发展。比如计算机，如果还是原先那般臃肿，怎么可能有今天众多IT产业的神话？来源：中国科技网-科技日报 作者：王小龙 2013年11月26日

[size=18px]稀里糊涂的和X射线荧光分析仪一起摸爬滚打了十几个年头了，突然有朋友问我X射线荧光光谱是如何产生的？特点是什么？我的感觉就是有些生疏了，好像有很久没有没有详细的回顾过这方面的知识了，在这里重新学习分享一下：其实X射线是一种波长较短的电磁辐射，通常是指能量范围在0.1~100keV的光子能量。当样品被X射线照射时，样品中的待检测元素内层电子或者次外层电子会被入射X射线激发，从而产生该元素的特征X射线，我们称之为X射线荧光也就是XRF。通过检测样品种不同的元素所产生的X荧光的能量或强度，通过工作站进行分析计算，就能达到我们日常分析的定性或定量的需求。在这里如果有想进一步进行讨论的可以给小编留言，我们可以进一步研究探讨下.[img]https://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09502.gif[/img]现在根据X射线的分辨方式，XRF光谱分析仪通常可分为两大类，波长色散 WDXRF和能量色散EDXRF X射线荧光光谱仪。分析的介质也是非常多样化的，如金属，液体，粉末，压片，胶熔，滤纸……等等等等，检测主打一个快速同时不改变样品结构，不用高温，不用燃烧，样品检测完还是保持着原本的样子。这也是XRF目前备受关注且大家爱使用的原因吧!记得X射线照射样品后产生的特征X荧光的介绍处是有示意图的，可以帮助大家更好的理解，现在没找到，等找到或者大家学习的欲望很强时，我一定找到并且奉献分享！[/size]

X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大，用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由样品室、狭缝、测角仪、分析晶体等部分组成。通过测角器以1∶2速度转动分析晶体和探测器，可在不同的布拉格角位置上测得不同波长的X射线而作元素的定性分析。探测器的作用是将X射线光子能量转化为电能，常用的有盖格计数管、正比计数管、闪烁计数管、半导体探测器等。记录单元由放大器、脉冲幅度分析器、显示部分组成。通过定标器的脉冲分析信号可以直接输入计算机，进行联机处理而得到被测元素的含量。X射线荧光能谱仪没有复杂的分光系统，结构简单。X射线激发源可用X射线发生器，也可用放射性同位素。能量色散用脉冲幅度分析器 。探测器和记录等与X射线荧光光谱仪相同。X射线荧光光谱仪和X射线荧光能谱仪各有优缺点。前者分辨率高，对轻、重元素测定的适应性广。对高低含量的元素测定灵敏度均能满足要求。后者的X射线探测的几何效率可提高2～3数量级，灵敏度高。可以对能量范围很宽的X射线同时进行能量分辨(定性分析)和定量测定。对于能量小于2万电子伏特左右的能谱的分辨率差。X射线荧光分析法用于物质成分分析，检出限一般可达10-5～10-6克／克(g／g)，对许多元素可测到10-7～10-9g／g，用质子激发时 ，检出可达10-12g／g；强度测量的再现性好；便于进行无损分析；分析速度快；应用范围广，分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。除用于物质成分分析外，还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究。 [~104490~]

一．X射线荧光分析仪简介 X射线荧光分析仪是一种比较新型的可以对多元素进行快速同事测定的仪器。在X射线激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线（X-荧光）。波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。波长色散型X射线荧光光谱仪（WD-XRF）。是用晶体分光而后由探测器接受经过衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和控测器做同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度，可以据此进行特定分析和定量分析。该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体进行多组同事测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置了这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。随着科学技术的进步在60年代初发明了半导体探测仪器后，对X荧光进行能谱分析成为可能。能谱色散型X射线荧光光谱仪（ED-XRF），用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线（荧光）这节进入SI(LI)探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析，第一胎ED-XRF是1969年问世的。近几年来，由于商品ED-XRF仪器及仪表计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点，优越性日益搜到认识，发展迅猛。 二．波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别 虽然光波色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪与能量色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪同属于X射线荧光分析仪，它产生信号的方法相同，最后得到的波谱也极为相似，单由于采集数据的方式不同，WD-XRF（波谱）与WD-XRF(能谱)在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。（一）原理区别 X射线荧光光谱法，是用X射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线（X-荧光）。波长色散型荧光光仪（WD-XRF）是用分光近体将荧光光束色散后，测定各种元素的特征X射线波长和强度，从而测定各种元素的含量。而能量色散型荧光光仪（ED-XRF）是借组高分辨率敏感半导体检查仪器与多道分析器将未色散的X射线荧光按光子能量分离X色线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量，由于原理的不同，故仪器结构也不同。（二）结构区别 波长色散型荧光光谱仪（WD-XRF），一般由光源（X-射线管），样品室，分光晶体和检测系统等组成。为了准且测量衍射光束与入射光束的夹角，分光晶体系安装在一个精密的测角仪上，还需要一庞大而精密并复杂的机械运动装置。由于晶体的衍射，造成强度的损失，要求作为光源的X射线管的功率要打，一般为2-3千瓦，单X射线管的效率极低，只有1%的功率转化为X射线辐射功率，大部分电能均转化为而能产生高温，所以X射线管需要专门的冷却装置（水冷或油冷），因此波谱仪的价格往往比能谱仪高。 能量色散型荧光光谱仪（DE-XRF）

成都双流机场的“弱光子安检仪”何许物也？作为社会热议的话题近日终于有了说法。 环保部于10月10日向四川省环保厅下发加急文件《关于对X射线人体安检设备辐射安全管理相关问题的复函》（下称复函）。环保部核与辐射安全监管三司在复函四川省环保厅时指出，X射线人体安检设备应严格限定其使用范围和对象，不得在公共场所对公众大规模使用。同时，环保部要求四川省环保厅严格执法，对未经许可违法生产、销售、使用X射线人体安检设备的单位，责令立即停止违法行为，确保公众安全。http://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/223/65/2140/139170298.jpg“弱光子人体安检仪”。图片来源于知乎用户，下同。四川省环保厅一位工作人员对媒体证实，该省环保厅一直在等待环保部的相关复函。四川省环保厅将于今明两日组织专家召开专题研讨会，预计下周正式对外发布对整改公告。此外，该名工作人员还表示，此前接到成都火车站使用该类安检仪的举报、以及国庆前夕舆论热议双流机场X射线人体安检仪时，都去现场看过的，但因现场无法确定该设备是否属于豁免类射线装置，故未责令立即停止使用该设备，而是向环保部上报了《关于X射线人体安检设备辐射安全管理相关问题的函》。“十一”前夕，另一位四川省环保厅人士对媒体实，已就“弱光子人体安检仪”问题召开了专家座谈会，讨论内容包括该类设备实践的正当性、对于人体的具体伤害以及专业技术咨询。此外，四川省环保厅当时也已致函相关的市一级环保行政主管部门，要求对该类设备依法依规进行管理，同时加强监督检查。该工作人员表示，未经许可使用该类设备属违法行为。上述环保部复函中提到，根据国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）的相关要求和国际辐射防护实践，不得采用电离辐射设备进行大规模人体相关普查性质的检测，因此使用单位应确定使用X射线人体安检设备的正当性并严格限定其使用范围和对象，不得在公共场所对公众大规模使用。http://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/222/65/2140/139170297.jpg 辐射对比图该文件称，根据中国《线装置分类办法》（原国家环境保护总局公告2006年第26号），X射线人体安检设备属“其它高于豁免水平的X射线机”范畴，为Ⅲ类射线装置。 根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》（国务院令第449号）和《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》（环境保护部令 第3号）的相关要求，生产、销售、使用X射线人体安检设备的辐射工作单位应填报环境影响登记表和取得省级环保部门（或其委托的市级环保部门）颁发的辐射安全许可证，纳入辐射安全监管。澎湃新闻此前曾报道，近期将成都双流机场推至舆论风口浪尖的所谓“弱光子人体安检仪”，并不是第一次出现，实际应用场所也远不止机场。根据该设备生产商安徽启路达光电科技有限公司的宣传资料，其产品早已在多地火车站（包括成都站）、法院、看守所甚至矿区采用。http://img1.gtimg.com/news/pics/hv1/220/65/2140/139170295.jpg 安检通道电离辐射警示标志极其不起眼从网络流传的双流机场安检处照片中发现，弱光子透视安检仪上的电离辐射警示标志极其不起眼，除了机箱背后底部的隐蔽位置，有一个不足巴掌大的“当心电离辐射”警示标志外，其他地方都没有警示标示。此外官方材料中提到对孕妇等特殊人群划定更高标准，但这是基于电离辐射的考虑。在现场宣传中，却变成了“为防止意外摔倒，请老人、小孩、孕妇、残疾人走人工安检通道”。 针对上述情况，成都双流机场于10月1日凌晨发布消息称，9月29日已将“电离辐射”警示标志由安检仪机箱位置移至安检仪入口端醒目位置。但对于媒体10月12日关于“是否仍在使用X射线人体安检仪”的提问，双流机场安检处方面表示不予回复。 面对火车站、机场等公共场所安检通道安装的“弱光子安检仪”，你过还是不过？

X射线荧光分析作为工业分析技术经历了几十年的发展历程，在水泥制造业已得到广泛应用。我国水泥工业中X射线荧光分析技术的应用和发展，基本上是在近25年中实现的。上个世纪七十年代末八十年代初，一方面随着大量新型干法水泥生产线的成套引进，大型X荧光光谱仪开始出现在我国水泥工业，另一方面，随着钙铁分析仪的研制成功，钙铁分析仪在水泥生产过程控制中迅速普及，形成了高端产品和低端产品两翼齐飞的局面；八十年代后期，采用管激发、Si(Li)半导体探测器的X射线荧光能谱仪曾一度受到关注，但到了九十年代初期，国产的源激发正比计数管多元素分析仪，以其简单实用的结构和价格低廉的优势迅速进入市场，成为以水泥工业为主要对象的中档产品；世纪之交前后，针对工业分析应用开发的小型多道X荧光光谱仪，随着我国水泥工业结构调整的步伐得以大量应用。可以说，目前在水泥制造业，X射线荧光分析仪的应用是处于百花齐放的时代。这种局面给用户带来了多种选择，同时也形成一些误区。本文试图跳出X荧光分析技术领域学术研究和商业行为的圈子，从水泥制造业应用X荧光分析技术的角度，提出一些避免误区的观点。 1．X射线荧光分析基本原理 荧光，顾名思义就是在光的照射下发出的光。X射线荧光就是被分析样品在X射线照射下发出的X射线，它包含了被分析样品化学组成的信息，通过对上述X射线荧光的分析确定被测样品中各组份含量的仪器就是X射线荧光分析仪。 从原子物理学的知识我们知道，对每一种化学元素的原子来说，都有其特定的能级结构，其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行，内层电子在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚，成为自由电子，我们说原子被激发了，处于激发态，这时，其他的外层电子便会填补这一空位，也就是所谓跃迁，同时以发出X射线的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的，它被激发后跃迁时放出的X射线的能量也是特定的，称之为特征X射线。通过测定特征X射线的能量，便可以确定相应元素的存在，而特征X射线的强弱（或者说X射线光子的多少）则代表该元素的含量。 量子力学知识告诉我们，X 射线具有波粒二象性，既可以看作粒子，也可以看作电磁波。看作粒子时的能量和看作电磁波时的波长有着一一对应关系。这就是著名的普朗克公式：E=hc/λ。显然，无论是测定能量，还是波长，都可以实现对相应元素的分析，其效果是完全一样的。 2．X射线荧光分析仪的分类 2.1. 根据分光方式的不同，X射线荧光分析可分为能量色散和波长色散两类，也就是通常所说的能谱仪和波谱仪，缩写为EDXRF和WDXRF。 通过测定荧光X射线的能量实现对被测样品的分析的方式称之为能量色散X射线荧光分析，相应的仪器称之为能谱仪，通过测定荧光X射线的波长实现对被测样品分析的方式称之为波长色散X射线荧光分析，相应的仪器称之为X射线荧光光谱仪。 2.2. 根据激发方式的不同，X射线荧光分析仪可分为源激发和管激发两种：用放射性同位素源发出的X射线作为原级X射线的X荧光分析仪称为源激发仪器；用X射线发生器（又称X光管）产生原级X射线的X荧光分析仪称为管激发仪器。 2.3. 就能量色散型仪器而言，根据选用探测器的不同，X射线荧光分析仪可分为半导体探测器和正比计数管两种主要类型。 2.4. 根据分析能力的大小还可分为多元素分析仪器和个别元素分析仪器。这种称呼多用于能量色散型仪器。 2.5. 在波长色散型仪器中，根据可同时分析元素的多少可分为，单道扫描X荧光光谱仪、小型多道X荧光光谱仪和大型X荧光光谱仪。[color=#DC143C]发错版面，已经有人发过－－－熊猫[/color]

2012年08月20日 08:18 新浪科技微博 http://i0.sinaimg.cn/IT/2012/0820/U5385P2DT20120820081326.jpg　　为了产生高精确度的X射线波长带，让直线加速器连贯光源进一步接近激光，研究人员为照片中展示的磁铁组室安装一个细长条钻石。这个新硬件安装在130米的磁铁组中部，也就是在X射线产生的位置http://i2.sinaimg.cn/IT/2012/0820/U5385P2DT20120820081337.jpg　　通过采用自注入技术，直线加速器连贯光源产生的激光脉冲能够聚焦成非常狭窄的X射线波长，实现更高的强度，能够加速研究进程，更快得出研究发现，同时也能让此前不可能进行的一些实验成为可能。左侧图片展示了自放大自发辐射脉冲，右图展示了采用自注入技术产生的脉冲　　新浪科技讯 北京时间8月20日消息，据美国物理学家组织网报道，借助于一个细长条钻石，美国能源部斯坦福直线加速器中心(以下简称SLAC)国家加速器实验室的科学家将直线加速器连贯光源(以下简称LCLS)改造成一个精确度更高的工具，可用于探索纳米世界。经过这种改进，激光脉冲能够聚焦成非常狭窄的X射线波长，实现更高的强度，让此前不可能进行的一些实验成为可能。　　在一个被称之为“自注入”的过程中，钻石将激光束过滤成单一的X射线波长，而后进行放大。这种升级相当于将短柄斧变成解剖刀，赋予科学家在原子层面进行研究和操控物质时更大的控制能力，也允许他们拍摄更加清晰锐利的材料、分子和化学反应照片。　　SLAC科学家、研究论文合著者杰里-哈斯廷斯表示：“你的控制能力越强，所看发现的细节就越精细。近15年来，人们一直在讨论自注入技术。我们在SLAC进行研究时采取了这种由欧洲X射线自由电子激光装置项目和德国电子同步加速器中心的吉安卢卡-格罗尼、维塔利-科查亚和伊夫格尼-萨尔丁2010年提出的方法。我们的研究人员来自于SLAC和阿贡国家实验室，在研究这种激光时，我们吃惊地发现这项工程实际上非常简单并且具有成本效益。”　　哈斯廷斯指出世界各地的实验室都计划对X射线激光装置进行升级。研究论文刊登在上周的《自然-光子学》杂志上。自注入技术能够产生强度远远超过当前的LCLS的X射线脉冲。强度提高的脉冲可用于进一步探测复杂材料，帮助解答与高温超导体等奇异物质或者拓扑绝缘体内的复杂电子态有关的一系列疑问。　　LCLS通过将电子束加速到接近光速产生激光束，而后借助一系列磁铁让它们的移动轨迹呈Z字形。这能够促使电子放射出X射线，X射线汇聚成的激光脉冲亮度可达到此前任何激光脉冲的10亿倍，能够以千万亿分之一秒的惊人速度扫描样本。如果不采用自注入技术，X射线激光脉冲含有一系列波长(或者说颜色)并且无法预测，并非所有波长都是实验所需要的。直到最近，实现LCLS的更狭窄波长带仍需要剔除不需要的波长，导致脉冲强度大幅降低。　　为了产生高精确度的X射线波长带，让LCLS进一步接近激光，研究人员将一个细长条钻石安装在130米的磁铁组中部，也就是在X射线产生的位置。产生更狭窄波长带的研究才刚刚开始。SLAC加速器物理学家和研究论文合著者黄智容(Zhirong Huang，音译)表示：“在对这一系统进行优化和增加波动器之后，我们产生的激光脉冲强度可增加10倍。”黄智容为研发高精确度的X射线波长带做出了巨大贡献。　　LCLS项目组已开始征集采用自注入技术进行未来实验的提议。LCLS自注入系统的首批测试所取得的成果让世界各地的科学家陷入极大兴奋之中。来自其他X射线激光设施的代表——包括瑞士自由电子激光器项目，日本的X射线自由电子激光研究设施SACLA以及欧洲X射线自由电子激光装置项目——也帮助进行这项研究并且从中学到他们希望的东西，用于自己的项目。　　LCLS项目采用自注入技术进行研究的关键人物、研究论文合著者保罗-艾玛表示：“所有观察者都乐得合不拢嘴。”艾玛现就职于劳伦斯-伯克利国家实验室，很善于将复杂的工作简单化。他说：“自注入技术能够发挥作用，我感到非常高兴。”(孝文)

12V开关电源 X射线光电子能谱分析X射线光电子能谱法（X-ray Photoelectron Spectrom-----XPS）在表面分析领域中是一种崭新的方法。虽然用X射线照射固体材料并测量由此引起的电子动能的分布早在本世纪初就有报道，但当时可达到的分辩率还不足以观测到光电子能谱上的实际光峰。直到1958年，以Siegbahn为首的一个瑞典研究小组首次观测到光峰现象，并发现此方法可以用来研究元素的种类及其化学状态，故而取名“化学分析光电子能谱（Eletron Spectroscopy for Chemical Analysis-ESCA）。目前XPS和ESCA已公认为是同义词而不再加以区别。XPS的主要特点是它能在不太高的真空度下进行表面分析研究，这是其它方法都做不到的。当用电子束激发时，如用AES法，必须使用超高真空，以防止样品上形成碳的沉积物而掩盖被测表面。X射线比较柔和的特性使我们有可能在中等真空程度下对表面观察若干小时而不会影响测试结果。此外，化学位移效应也是XPS法不同于其它方法的另一特点，即采用直观的化学认识即可解释XPS中的化学位移，相比之下，在AES中解释起来就困难的多。1 基本原理用X射线照射固体时，由于光电效应，原子的某一能级的电子被击出物体之外，此电子称为光电子。如果X射线光子的能量为hν，电子在该能级上的结合能为Eb，射出固体后的动能为Ec，则它们之间的关系为： hν=Eb+Ec+Ws 式中Ws为功函数，它表示固体中的束缚电子除克服各别原子核对它的吸引外，还必须克服整个晶体对它的吸引才能逸出样品表面，即电子逸出表面所做的功。上式可另表示为： Eb＝hν-Ec-Ws 可见，当入射X射线能量一定后，若测出功函数和电子的动能，即可求出电子的结合能。由于只有表面处的光电子才能从固体中逸出，因而测得的电子结合能必然反应了表面化学成份的情况。这正是光电子能谱仪的基本测试原理。

原级X射线（一次X射线）为连续谱线（含各个波长的X射线），用它来激发样品中元素的特征谱线：我认为：一次X射线中含有待测元素的特征谱线，它对建立标准曲线和分析样品有啥影响？——相比被激发元素的特征谱线强度，它是否比较小，同时被样品吸收，因而可以忽略其影响呢？