EDXRF多元素能谱库MC模拟与无标样分析技术研究

在综合现有EDXRF研究成果的基础上，实测多种单一元素的EDXRF能谱图，配制并测量大量基体效应特征明显且代表性强的由多元素组成的复杂样品，得到实测复杂谱图并开展解谱方法研究，建立多元素能谱数据库。将蒙特卡罗模拟技术应用于EDXRF中X射线与样品作用的行为研究，得到元素特征X射线的模拟谱，利用多种数学方法，对模拟谱与实验谱进行分析、比较和相互印证，补充完善多元素能谱库，并最终获得基于多元素的EDXRF无标样分析方法技术和系统研究成果。本课题的研究工作以开展EDXRF领域的基础性研究工作为出发点，以进行EDXRF的无标样分析为创新点，其成果不仅可以推动我国EDXRF技术的发展，而且有利于EDXRF和蒙特卡罗模拟技术在其它领域的推广和普及，应用前景广泛，意义深远。

本项目以实现能量色散X荧光技术的无标样自动化分析为研究目标，重点解决了标准能谱数据库、探测器响应函数建模、多功能集成化软件开发等基础技术和应用技术难点问题。利用自行研制的基于Si-PIN和SDD两种探测器的EDXRF分析系统，对24种单元素样品进行了实验测量，获得了标准多元素能谱库。然后对各元素能谱建立了基于加权最小二乘算法的探测器响应函数模型，获得了各元素的数字化能谱方程，可直接数学化描述X射线的物理探测过程，实现了多元素样品中的复杂能谱解谱分析，有助于得到更加准确的元素特征X射线净峰面积。利用蒙特卡罗模拟得到了X射线的模拟注量，并自主建立了模拟注量展宽算法。利用传统的基本参数法，结合前期研究获得的探测器响应函数模型，建立了一种新型的无标样分析方法，实际应用表明该方法可获得更加准确的元素含量。功能软件的开发进一步实现了所建立的无标样分析方法的自动化分析程度，该软件基于MATLAB-GUI平台，集成了上述研究中所建立的所有算法和分析方法，具备完善的数据库信息和友好的操作界面。本研究完成了一套EDXRF无标样分析算法和软件系统，取得了多项原创性研究成果和学术成果，具有非常好的应用意义和推广价值。