本发明专利技术提供一种用于测量测试材料元素组成的仪器和方法。该仪器具有用于照射该测试材料的被照射区域的穿透性辐射源，用于探测由该测试材料发出的荧光并产生探测器信号的探测器和用于将该探测器信号转化为表征该测试材料组成的光谱的控制器。衰减材料的压板从之相邻并被包围的测试材料的被照射区域向外延伸。在一些实施例中，该衰减压板的厚度渐缩，例如随着距测试材料中央的被照射区域的半径距离的增加而减小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于完成x射线荧光测量，同时防止人员暴露于危险的周围环境 辐射水平下的方法^i史备。
技术介绍
x射线荧光(XRF )仪测量材料的棒性，其通过用x射线或y射线照射材料并 分析荧光辐射以确定具体的棒性。在处和所附权利要求中^^]的术语、射线" 是指由辐射源或例如x射线管的装置产生的辐射，并且其包括y射线在内的所有 形式的穿透性辐射。要确定的具^f争性包4斜皮照射物的元素组成、或者在该物体 近表面处的特定元素分布或该物体的密度或形态。XRF ^Ot常具有准直i16^^1^的屏蔽，使得才剁乍者不会受到不当的电离辐 射。例如，实验室XRF^if常要求^f乍者要完全覆盖该仪器和样品，使得只有极 少的辐射t^人XRF仪中絲出来。便携式XRF仪具有特别的净謝屏蔽要求，因为它们的使用通常需要才喿作者在 进布则量时手持仪器。周围环境辐射水平是首要考虑因素。操作者和附近的人员 决不能受到不当水平的电离辐射。检查房间铅泰fr的XRF仪是本专利技术的M实施 方式之一，并且提供了一个其需要的好例子。便携式XRF^J见在成为用于房间涂刷后墙壁的铅浓度定量确定的选择。商业 化的便携式XRF铅涂料仪^^]例如1C)9Cd和57Co的豸謝源或者x射线管产生激励在涂刷后表面中铅原子的荧光辐射。铅所发荧光的特征X射线强度提供了对其浓 度的测量并允i午一佥查者确定^^牛是否超出所确定的调整限制。各国所允许的环境净謝水平不尽相同。美国规章对直接在仪器的X射线出口 端后方的环境空间中的辐射水平进行限制。特别关注的是可能存在操怍者的手和 脸的地方。最少给予关注的是当进行测量时在正在检查的墙壁和操作者的手、胳 脾和身体之间空间中的辐射水平。通过实;^仪器自身中的屏蔽能够满足美国的 摔謝限制。当前欧洲的l謝限制明显比美国的要严格。对于职业工作者可接受的辐射水平剩氐10倍，即，欧洲为lpSv/hr，美国为10|uSv/hr (jiSv/hr是百万分之一西弗 特每小时的标准缩写，等于现在已废止单位的1万分之一雷姆辐射的辐射水平)。 jt。卜，对于本专利技术非常重要的是，法国要求XRF仪的4封^fii^表面10cm以内 的点不能^^过l|uSv/hr的水平。该要求a法通itt XRF仪内部屏蔽来满足的。商业化的手持x射线荧光仪在其前端具有辐射吸收材料。该吸收材^B殳计用 于吸^^研究过程中直接来自專謝源但是没有通过出口出去轰击样品的辐射。该 吸收材料还吸收以前M的辐射，使得以前散射的辐射不会ii7v探测器并且不会 扰舌UE在进行的测量。但是，在仪器前端的该吸收材料无法防jL/人目标某些地方 且以不与仪器前端相交的方向形成的多次散射的辐射。
技术实现思路
根据本专利技术的优选实施例，提供了 一种通过4賴者手持的荧光仪检查测试材 泮+组成的方法。该方法包i舌以下步-骤a、 用穿逸1"生辐射照射该测^#料表面的照射区域；b、 探测由该测试材料发出的荧光；和c、 通过利用辐射屏蔽保护^^]者免受从该测^#料表面发出的电离辐射，其 特征在于厚度随着在基本平行于该测试材料表面的方向上距被照射区域的半径 距离增大而减小。根据本专利技术的另一实施例，保护^躺者的步骤可以包括利用从该测i^才料表 面的故照射区域向夕卜延伸的辐射屏蔽来防护。5在本专利技术的另一个方面，提供一种测量测试材料组成的仪器。该仪器具有用 于照射该测试材料的被照射区域的穿透性辐射源，和用于探测由该测试材料发出 的荧光并产生探测器信号的探测器。该仪器还具有用于将该探测器信号转化为表征该测试材料组成的光谱的控制器，和衰减材料的压+反(platen),其特征在于厚 度随着在基本平行于该测试材料表面的方向上距被照射区域的半径距离增大而 减小。在本专利技术的又一实施例中，该衰减材料可以是^皮聚合母体包裹的原子量大于 45的材料。该衰减材料的压板可以利用紧固件连接到该仪器，并可以从该仪器上 拆卸，还可以包括弹l"生体的外层。可以4^尺寸制作该衰减材料的压4反，使得已经 同被照射表面相互作用多次的电离辐射在传播到周围环境之前就被该辐射屏蔽 衰减了 。该衰减材料的压fe^度可以随着距该被晤射区域的半^^巨离增大以比该 半4效巨离的平方更快的比率减小。附图说明通过下面参考附图的详细说明将更容易理解本专利技术前面的特征，其中图1是在根据本专利技术的实施例中具有用于保护使用者免受从测^#品发出的 电离辐射的渐缩辐射屏蔽的手持XRF仪的截面图2是以其装配到XRF仪分解形錄示的根据本专利技术实施例的辐射屏蔽；图3是图2中辐射屏蔽的半径的截面图，示出了层叠的屏蔽结构；和图4是从允许在拐角中<^1] XRF的華謝屏蔽仰—彭见察的透视图。M实施方式根据本专利技术的实施例，正如参考图1所示，使用挡圏形式的屏蔽，防止多次 ，的x射线A^巨离具有足够强度的XRF仪较远的墙壁出射而超出调整限制。为了充分体会为何需要本专利技术以及是多么必须^~设计本专利技术，我们需要理解 当x射线^A材料并引起Compton ^t射时产生的周围环境辐射的来源。周围环境辐射的物理学下面的+兌明特指用于铅)^H"分析的XRF仪，但是，应当理解所提出的结论和所述专利技术可适用于广泛的应用群，特别是对土壤和可塑体的XRF分析。当使用10.5keV和12.6keV的铅的L x射线用于该分析时，向铅发荧光的x 射线能量通常为20keV，当4^] 72.8keV和75keV的Kx射线用于该分析时，则 向铅发荧光的x射线能量高于88keV。在下面的i兌明中，我们将自我限制到 22.2keV的用于激发L线(line)的发荧光能量(来自109Cd)和122keV的用于激 发K线的发荧光能量(来自57Co)。但是，应当理解，这些细节是以说明的方式 而不是限制的方式l是出的。参考图1,手持的XRF仪2表示为处于紧靠着墙壁4的位置。仪器2主要沿 着由箭头8 (标号也指示所发射的x射线)指示的传播轴发射穿透性辐射，并将 在此作为发射x射线8的XRF仪2来探讨。x射线由源100产生，源100可以如 图所示为辐射源，或者是x射线管或其它x射线产生装置。x射线8从XRF仪2 中出射，并ii^测i劲羊品6，该样品例如是墙壁4上的^4,层。x射线8中的一 部分引发荧光10或，，荧光10回到仪器2中，在XRF仪2的探测器].02中被 计数或者被仪器的侧壁20吸收。对荧光光子的探测产生探测器信号，该信号被 数字信号处理器104和控制器106处理以产生光谱，根据例如在(Grodzins等人 的2004年7月20日公布的)美国专利US6765986中所述的技术，该光谱用于该 测试样品的元素组成识别，上述专利在此结合作为参考。x射线24中的一部分反向，出墙壁，且^)J达XRF仪。但是，许多x射 线12和16 ，到墙壁材料本体内。这些，到墙壁材料中的x射线的一p分再 次散射产生x射线22和126，它们徊巨XRF仪2相当的距离处从被涂刷的墙壁 出射。以这种方式从墙壁出射的x射线的相对强度取决于Compton散射的角分布、 所M辐射的能量以及所散射净謝在相互作用间在墙体材料中经过的距离。如我 们下面所述，在大约为2倍的因子内，该 是各向同性的(isotropic);所散射 的x射线的能量几乎和入射能量一样高；并且^|€^^前该x射线在木本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过使用者手持的荧光仪检查测试材料组成的方法，所述方法包括以下步骤： ａ、用穿透性辐射照射所述测试材料表面的被照射区域； ｂ、探测由所述测试材料发出的荧光；和 ｃ、通过利用辐射屏蔽保护使用者免受从所述测试材料表面发出的电离辐射，其特征在于，辐射屏蔽的厚度随着在基本平行于所述测试材料表面的方向上距所述被照射区域的半径距离增大而减小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李格罗津斯，
申请(专利权)人：塞莫尼根分析技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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