本論文旨在采用理論分析、MC數(shù)值模擬等手段,開展Mn、Fe、Cu、Zn、Pb元素的激發(fā)電壓、“源-樣-探”幾何探測裝置、探測窗、水分效應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)的研究,提高海底原位探測多元素分析的準(zhǔn)確度和靈敏度,為我國海洋礦產(chǎn)資源勘探提供技術(shù)支撐。論文主要取得以下成果:(1)基于MC研究優(yōu)化X光管激發(fā)電壓。針對海底沉積物中Mn、Fe、Cu、Zn、Pb 5種元素,Mn、Fe元素在20kV時峰背比在最高峰背比的三分之二以上,Cu、Zn元素在20kV時峰背比較高,Pb元素在30kV時峰背比最高,因此Mn、Fe、Cu、Zn元素激發(fā)電壓設(shè)置為20kV,Pb元素激發(fā)電壓設(shè)置為30kV。(2)基于理論分析和MC模擬研究了“源-樣-探”幾何探測裝置。根據(jù)元素歸一化計數(shù)和峰背比,確定出最佳“源-樣”角度為10o,“樣-探”角度為20o,最佳“源-樣-探”距離為9mm。(3)采用MC模擬對探測窗效應(yīng)進(jìn)行了研究。綜合安全、工藝設(shè)計及探測窗厚度對元素特征X射線計數(shù)的影響三方面考慮,確定探測窗厚度為1.5mm;利用探測窗對射線的影響建立校正方程,校正1.5mm厚度的探測窗。結(jié)果表明,探測窗厚度校正后與無探測窗相比計數(shù)的相對誤差基本上小于9%;探測窗雜質(zhì)對Mn、Cu和Pb元素的干擾較小,Fe和Zn元素的干擾較大,基于探測窗有無雜質(zhì)下Fe、Zn特征X射線計數(shù)關(guān)系建立校正方程。結(jié)果表明,當(dāng)Fe、Zn元素含量為0.8%時,雜質(zhì)校正后與無雜質(zhì)相比相對誤差小于4%。(4)采用MC模擬研究了水分效應(yīng)的影響,以散射射線為內(nèi)標(biāo)建立了水分效應(yīng)的校正方程。結(jié)果表明,含水率校正后的特征X射線計數(shù)與不含水時目標(biāo)元素特征X射線計數(shù)相比相對誤差小于10%。Mn、Fe元素水層厚度小于1mm,Cu、Zn元素水層厚度小于2mm,Pb元素水層厚度小于3mm時可有效校正,且水層校正后與無水層相比相對誤差小于15%。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P715.5
【部分圖文】：

1圖 1-1 海底原位 X 射線熒光探測裝置探測過程：X 光管產(chǎn)生的初級射線穿過探測窗照射到海底沉積物樣品品中目標(biāo)元素產(chǎn)生特征 X 射線熒光，其中朝向探測器方向的特征 X 射

圖 2-1 海底原位 X 射線熒光探測系統(tǒng)裝置海底探管的外殼為 5mm 厚的 2A12 硬鋁合金，X 射線出入窗即探測窗的材料是對 X 射線透過率較高的金屬鈹（王廣西，2013）。盡管鈹是一種低原子序數(shù)材料，但由于工作在深海條件下，探測窗要有一定的厚度以滿足其耐壓要求，而隨著厚度的增加，其對 X 射線的吸收變的尤為明顯。

圖 2-2 海底原位 X 射線熒光探測結(jié)構(gòu)簡圖原位 X 射線熒光探測定性分析子核和核外電子組成，電子圍繞原子核呈一定規(guī)律分麟，1979）。一般情況下，離原子核最近的殼層定義
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2861870