Investigations of the performance and limits of the elementary analysis with proton-induced X-ray emission
Description
The 2 MeV proton beam of a Van de Graaff accelerator was used to investigate the advantages and limits of proton induced X-ray emission (PIXE) in environmental analysis. At first the calibration factors for thin targets were determined. The experimental thin-target-sensitivities were compared with new theoretical and experimental reference data. Hereby an existing systematical error in the calibration could be reduced by 14%. A modification in the experimental setup for the beam current measurement could reduce this error by further 5%. Measurements of thin film standards resulted in a precision of 3% and an analytical accuracy between 5% and 15%. Calibration factors for the application to thick and semi-thick targets were calculated from the thin-target sensitivities by taking into account energy-loss and X-ray attenuation by the target. Results calculated with these factors showed to be quite accurate and precise. In order to test PIXE in environmental analysis a lot of different types of samples (airborne particles, suspended matter, liquids, biological material and bulk material) were investigated. For many kinds of specimen encountered in environmental work PIXE has shown to be a valuable tool in answering analytical questions and to obtain accurate results. For the analysis of two-dimensional structures of a target, element distribution maps of selected elements with a spatial resolution in the micron-range can be obtained with PIXE. A comparison with other techniques (AAS, XRF, NAA, EDX, EMP) shows that PIXE as a tool for trace-element analysis in combination with a microprobe setup leads to a universal and large range of applications. (orig./BBR)
Availability note (English)
Available from TIB Hannover.Abstract (German)
An einem 2-MeV-Van de Graaff Beschleuniger wurden mit dem 2 MeV Protonenstrahl die Leistungen und Grenzen der protoneninduzierten Roentgenemission (PIXE) in umweltanalytischen Fragestellungen untersucht. Im Vorfeld wurden die Eichfaktoren der Analysenmethode fuer die quantitative Elementerfassung an duennen Targets neu bestimmt. Hierbei wurden Ansaetze zur Optimierung der bestehenden Eichung mit neuen experimentellen und theoretischen Literaturdaten diskutiert. Ein bestechender systematischer Fehler in der Eichung konnte dabei um 14% reduziert werden. Eine Veraenderung in der technischen Anordnung zur Strahlstrommessung fuehrte zu einer weiteren Verminderung dieses Fehlers um 5%. Eine Ueberpruefung der Eichung an zertifizierten Standardproben ergab Reproduzierbarkeiten der PIXE von 3% bei Abweichungen vom Sollwert zwischen 5% und 15%. Aus den am duennen Target ermittelten Eichfaktoren der PIXE wurden unter Einbeziehung von Energieverlust und Selbstabsorption Nachweisempfindlichkeiten fuer die Andwendung an semidicken und dicken Proben abgeleitet. Mit diesen Faktoren konnten, auch an nicht duennen Proben, Analysenergebnisse mit guter Richtigkeit und Genauigkeit erzielt werden. Die Einsatzmoeglichkeit der Methode in der Umweltanalytik wurde an verschiedenen Probentypen (Luftstaeube, Gewaesserschwebstoffe, Fluessigkeiten, biologisches Material und Feststoffe) untersucht. Die Methode lieferte fuer alle untersuchten Proben gute quantitative Ergebnisse. An Proben mit raeumlichen Strukturen konnten Elementverteilungsbilder mit lateralen Aufloesungen in der Groessenordnung des Strahldurchmessers von wenigen Mikrometern erstellt werden. Im Vergleich mit anderen Methoden (AAS, RFA, NAA, EDAX, EMS) wurde gezeigt, dass die doppelte Funktionsweise der PIXE, als Multielement-Analysengeraet und Mikrosonde, zu einer universellen Einsetzbarkeit mit grosser Anwendungsbreite fuehrt. (orig./BBR)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Untersuchung ueber Leistung und Grenzen der Elementanalytik mit protoneninduzierter Roentgenemission
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 149 p.
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 22049613
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- ACCURACY; CALIBRATION; ENVIRONMENTAL MATERIALS; MULTI-ELEMENT ANALYSIS; PERFORMANCE TESTING; PIXE ANALYSIS; QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS; SENSITIVITY; USES
- Descriptors DEC
- CHEMICAL ANALYSIS; MATERIALS; NONDESTRUCTIVE ANALYSIS; TESTING; X-RAY EMISSION ANALYSIS