69
Použití rengenofluorescenční analýzy Tomáš Čechák Pro projekt „Cesta k vědě“ (veda.gymjs.net) vytvořil T. Čechák ([email protected]). Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci CC-BY-SA. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Použití rengenofluorescenční analýzy Tomáš Čechák

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Použití rengenofluorescenční analýzy Tomáš Čechák. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Pro projekt „Cesta k vědě“ (veda.gymjs.net) vytvořil T. Čechák ([email protected]). Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci CC-BY-SA. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Použití rengenofluorescenční

analýzy

Tomáš Čechák

Pro projekt „Cesta k vědě“ (veda.gymjs.net) vytvořil T. Čechák ([email protected]). Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci CC-

BY-SA.

Evropský sociální fond

Praha & EU: Investujeme

do vaší budoucnosti

Page 2: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 3: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

The four science instruments, on the robotic arm are:

The Microscopic Imagerprovides close-up images of rocks and soil

The Mössbauer Spectrometeranalyzes the iron in rocks and soil

The Alpha Particle X-Ray Spectrometer analyzes the elemental composition of rocks and soil

The Rock Abrasion Tool (RAT)grinds away the outer surface of rock to expose fresh material

The forearm also holds a small brush so that the Rock Abrasion Tool can spin against it to "brush its teeth" and rid the grinding tool of any leftover pieces of rock before its next bite

Page 4: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 5: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 6: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 7: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 8: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 9: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 10: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 11: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 12: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 13: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Simplified outline of orbitals in the electron shell

Page 14: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Energy dependence of characteristic radiation

spectral lines on Z

Page 15: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Moseley law

E = K (Z - b)2

Page 16: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Energy K spectral lines

Element Z Energy K line

S 16 2,3

Fe 26 6,4

Sn 50 25,2

Pb 82 75

Page 17: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Radioisotope gamma and X-ray sources

Halflife Dec. Energy

gamma [keV]

Assigment Energy [keV]

55Fe 2.73 y EC Mn K α1 5.90

Mn Kβ1 6.49

57Co 271.8d EC 14.41 Fe Kα1 6.40

122.1 Fe Kβ1 7.06

136.5

Page 18: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Halflife Dec. Energy

alpha

[MeV]

Energy

gamma

[keV]

Assigment Energy

X

[keV]

109Cd 462.6 d EC  88.04 Ag Kα1 22.16

Ag Kβ1 24.94

238Pu 87.7 y α 5.456 U Lα1 13.62

5.499 U Lβ1 17.22

U Lγ1 20.17

241Am 432.2 y α 5.485 26.34 Np Lα1 13.95

5.422 33.20 Np Lβ1 17.75

5.388 59.54 Np Lγ1 20.78

Page 19: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Radioisotope beta-exited X-ray sources

Source Halflife Type of decay

E[keV]

Usable E range [keV]

3H/Zr 12,33y β- 18,6 4-8

3H/Ti 12,33y β- 18,6 5-9

147Pm/Al 2.62 y β- 224,1 3 - 45

.

Page 20: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

X - ray spectrum from 5555Fe

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

energy [keV]

coun

ts

Kb Mn

K Mn

Page 21: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

X - ray spectrum from 238Pu

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 5 10 15 20 25 30

energy [keV]

coun

ts

L U

Lb1 U

Lb2 ULg1 U

Page 22: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

X-ray spectrum from 241Am

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

energy [keV]

coun

ts

59,9 keV

Page 23: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

X - ray spectrum from 3H/Zr

0 2 4 6 8 10 12 14 16

energy [keV]

coun

ts

Page 24: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

X - ray spectra from calibration variable energy source 3837LA            Amersham

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 10 20 30 40 50 60

energy [keV]

coun

ts K Cu

Kb Cu

K Rb

Kb Rb

K Mo

Kb Mo

K Ag

Kb Ag

K Ba

Kb Ba

K Tb

Kb Tb

Page 25: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Example of typical sources

Page 26: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Mo, 20 kV,

Page 27: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Mo, 30 kV,

Page 28: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Mo, 40 kV,

Page 29: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Mo, 30 kV, 2 mm Al

Page 30: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Mo, 30 kV 0 mm 2 mm Al

Page 31: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Rh, 20 kV,

Page 32: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Rh, 40 kV,

Page 33: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

W, 100 kV,

Page 34: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 35: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum of characteristic radiation exited in a coal sample

Page 36: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

  

 

 

PPPfC ni,.........,

21

Paac ij

n

jjkokik

1

n

jnijjkikokik aPaPac

11

PdPPbPaac ij

n

jjkikij

n

j

n

kjj

jkijjkokik

2

11 1

Page 37: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

 

    

n

j b

ij

jkokik PP

aac1

n

jn

b

ij

jkp

ikokik aP

PaP

Pac1

1

n

jb

ij

jk

b

ikijn

kjj

jk

n

j b

ij

jkokik

PP

dPPP

bPP

aac1

2

2

211

Page 38: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 39: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 40: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 41: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum B2(Chrisťs head)

1

10

100

1000

10000

100000

0 5 10 15 20Energy [keV]

Cou

nts

K

Cu

K

Fe

L

Pb

Lb

Pb

L

Au

Kb

Cu

Lg P

b

Lb

Au

Page 42: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 43: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 44: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 45: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum of characteristic radiation exited from a black paint on a fresco( medieval painting )

Page 46: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum of characteristic radiation exited from a black paint on a fresco ( 19. century)

Page 47: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

XRF spectrum of the red pigments on the fresco on the Karlstejn castle Red pigment used in the 14th century was the mixture of Vermilion, Saturn Red and Red Ochres. Red Ochres with Chinese White was used as a red pigment in the 19th century.

KT3

10

100

1000

10000

100000

0 5 10 15Energy [keV]

Cou

nts

K

S

K

Ca

L

Hg

L

Pb

K

Fe

KT6

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15Energy [keV]

Cou

nts

K

Ca

K

Fe

K

Zn

Page 48: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 49: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 50: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 51: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

where (e,a) represents the emitter – absorber layer system and (e) denotes only the emitter without

attenuating top layer

)(/)(

),(/),(

ee

aeaeg

IIII

b

b

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15 20Energy [keV]

Cou

nts K

C

a

K

Cr

Kb

Co

K

Zn

K

Co

K

Mo

from

the t

ube

Page 52: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 53: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 54: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 55: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Žaltář, Čs. Budějovice, Folio 1v

Čínská rumělka

1

10

100

1000

10000

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Energie [keV]

CaK

HgL

Cu K

HgL

FeK

A1

Page 56: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Žaltář, Čs. Budějovice, Folio 1v

Azuritová modř

1

10

100

1000

10000

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Energie [keV]

Cu K

Cu KFe

K

CaK

A2

Page 57: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

XRF spectrum of the cobalt blue measured with an X-ray tube

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15 20Energy [keV]

Cou

nts K

C

a

K

Cr

Kb

Co

K

Zn

K

Co

K

Mo

from

the

tube

Page 58: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

XRF spectrum of characteristic radiation obtained from the ink sample, the Manuscript of the Homiliary of the Opatovice Monastery. Ink with high iron content.

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15 20Energy [keV]

Cou

nts

KC

a

KF

e

LP

b

Page 59: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 60: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 61: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 62: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 63: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 64: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 65: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák
Page 66: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum of characteristic radiation obtained from various part of the reliquary of St. Mauro

Page 67: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Spectrum of characteristic radiation obtained from various part of the reliquary of St. Mauro

Page 68: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

Aplikace RFA v hornictví a geologii

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

ash content XRFA (% )a

sh c

on

ten

t

ch

em

(%)

Page 69: Použití rengenofluorescenční  analýzy Tomáš Čechák

`

Děkuji za pozornost