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蒙特卡罗模拟元素特征X射线注量的展宽技术
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:2014
  • 页码:1693-1697
  • 分类:O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]地学核技术四川省重点实验室、成都理工大学,四川成都610059, [2]西南科技大学,四川绵阳621010, [3]地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室、成都理工大学,四川成都610059
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金项目(41025015),国家自然科学基金项目(40974065)资助
  • 相关项目:核地球物理勘探技术仪器开发及应用研究
中文摘要:

蒙特卡罗模拟技术可以有效提高核辐射探测分析效率、降低分析成本,在促进X荧光分析技术发展过程中也发挥了重要作用。在应用蒙特卡罗模拟能量色散X荧光分析中,为使蒙特卡罗模拟元素特征X射线注量谱与实验能谱之间的物理差异更小,提出了一种模拟注量展宽算法。首先依据离散统计物理理论,建立了Si-PIN半导体探测器对X射线的响应函数模型,并利用加权非线性最小二乘法拟合得到各系数,再对系数进行归一化处理,得到归一化后的响应函数R(E,E′)。然后利用R(E,E′)对模拟注量进行展宽转换,得到脉冲幅度谱(pulse height spectrum,PHS),使模拟谱更趋近于实验谱,这样就可以通过蒙特卡罗模拟得到与实测能谱一致性较高的模拟能谱。研究中最后利用建立的探测器响应函数模型对Ti,V,Cr,Mn, Fe,Ni,Cu,Zn,As,Sn元素K系全能峰拟合χ2r 值在1.04~1.18范围内,对铜合金样品中六种元素特征X射线模拟注量转换结果与实验值一致性较好,并实现了对多元素混合样品复杂重迭谱的有效模拟和展宽。

英文摘要:

In the present study,a kind of broadening algorithm method for simulated spectrum was developed by using the detec-tor response function (DRF),which can be used to reduce the differences between Monte Carlo simulated element characteristic X-ray spectrum and experimental spectrum.First of all,based on in-depth study on previous works of others,we established a kind of detector response function model with strong generality for Si-PIN semiconductor detector.Weighted nonlinear least-square method is used to fit the X-ray spectrum of standard single element,and parameters can be obtained simultaneously.Then these parameters are normalized to get the normalized response function R(E,E′),which will be used to broaden the simulated flux spectrum.Secondly,R(E,E′)is used to broaden and transform the simulated flux spectrum.Then pulse height spectrum (PHS)is obtained to match experiment spectrum.This procedure can obtain the X-ray spectrum conveniently only by using MC-NP simulation;moreover,simulated spectrum and experimental spectrum have high consistency.Finally,the simulated spec-trum was achieved to match the experimental spectrum.Ten elements (Ti,V,Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,As and Sn)K doublet X-ray full energy peak was fitted by the proposed DRF model,and reduced chi-square values for each were in the range of 1. 04~1. 1 8 .The simulated flux spectrum of a copper alloy sample containing six kinds of elements was transformed and matched the experimental spectrum really well,and the complex overlapped spectrum was resolved.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
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