Возможности метода рентгеноспектрального флуоресцентного анализа для идентификации драгоценных и полудрагоценных минералов Дальневосточный государственный университет Научный руководитель: Елисеенко Леонид Григорьевич, к.ф.-м.н., доцент ФОТИС Целью данной работы является проверка возможности применения новейшего прибора -рентгеноспектрального анализатора элементов "Прим-1" в таможенной практике для идентификации драгоценных и поделочных камней. Эти вещества являются экспортно-импортными товарами, подлежащими, как и остальные товары, установлению их подлинности. К настоящему моменту таможенные органы Российской федерации не располагают специальным прибором для решения этой задачи применительно к широкому спектру таких веществ, однако в их распоряжении имеется портативный рентгеновский анализатор "Прим-1", предназначенный для анализа металлов и сплавов. Поэтому представляет интерес исследовать возможность его применения для анализа драгоценных и поделочных камней, в основной состав которых (а также примесей) входят многие элементы, относящиеся к металлам. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализатор "Прим-1" позволяет определять элементы от 21 Sc до 92U по линиям рентгеновского спектра.Возбуждение рентгеновского спектра в приборе "Прим-1" осуществляется гамма излучением от Am241 и Pu238. Энергия возбуждения излучения Pu =20 кэВ, Am = 60кэВ. Рентгеновский спектр элементов появляется на более или менее значительном фоне, который образуется естественным излучением, вторичным рентгеновским излучением деталей спектрометра и, наконец, когерентно и некогерентно рассеянным от образца гамма излучением.Разложение флуоресцентного излучения в спектр осуществляется в самом детекторе сцинтилляционного типа. Амплитуда импульсов пропорциональна энергии рентгеновского кванта, и по этому признаку осуществляется идентификация элементов. Разрешение детектора порядка 14%., минимально определяемая концентрация достигает 0,5%. Результаты анализа выводятся на табло компьютера. Было проанализировано 29 минералов. В таблице представлены результаты исследования некоторых минералов, состав которых, как ожидалось, можно определять данным прибором с учётом ограниченного диапазона определяемых прибором элементов. Как видно из таблицы, в ряде случаев обнаруживается только один элемент, хотя в соответствии с химической формулой минерала в нём присутствуют и другие элементы. Это имеет место в том случае, когда в состав минерала входят лёгкие элементы -кислород, азот, углерод и др., не регистрируемые прибором. В этом случае прибор регистрирует концентрацию хотя бы одного определяемого элемента, даже примесного, автоматически считая её равной 100%.Поскольку большинство минералов содержат как раз лёгкие элементы, использование спектрометра Прим - 1 для их идентификации малопригодно. Однако некоторые минералы (например, барнит), содержащие элементы, входящие в диапазон регистрируемых прибором элементов, идентифицировать вполне возможно.
Таким образом, прибор "Прим-1" может быть использован для идентификации многих минералов только после его модернизации -расширения диапазона измеряемых элементов, по меньшей мере, до алюминия. |
(c) АСФ России, 2001 |