原位能量色散X射线荧光现场分析岩样矿物成分时, 岩样基体效应会对测量结果产生影响。 本文以Cu元素作为待测元素, 研究了17种不同岩样基体对原位能量色散X射线荧光分析Cu元素特征X射线强度的影响及其修正方法。 采用蒙特卡罗方法模拟获得了Cu元素含量相同的17种不同岩样测量谱线, 综合各类岩石元素构成的相似性, 并依据模拟谱线Cu元素Kα射线强度与谱线参数之间的相关性, 反映了原位能量色散X射线荧光分析岩样Cu元素的基体效应并不完全受岩体元素构成或岩石分类的控制, 需要依据岩石样分析谱线参数的相关性进行归类讨论。 针对基体影响Cu元素特征射线强度相似的15种岩样进一步研究, 并对Cu元素特征X射线与谱线主要参数的主成分进行分析, 发现散射本底、 X光管靶材料特征X射线及其非相干散射峰强度能够很好的描述Cu元素特征X射线强度受岩样基体影响的变化, 据此可以对基体效应影响相似的岩体进行Cu元素测量结果修正。 采用本文方法同样也能为不同岩性岩体其他待测元素基体效应的修正提供参考。

蒙特卡罗模拟技术可以有效提高核辐射探测分析效率、 降低分析成本, 在促进X荧光分析技术发展过程中也发挥了重要作用。 在应用蒙特卡罗模拟能量色散X荧光分析中, 为使蒙特卡罗模拟元素特征X射线注量谱与实验能谱之间的物理差异更小, 提出了一种模拟注量展宽算法。 首先依据离散统计物理理论, 建立了Si-PIN半导体探测器对X射线的响应函数模型, 并利用加权非线性最小二乘法拟合得到各系数, 再对系数进行归一化处理, 得到归一化后的响应函数R(E, E′)。 然后利用R(E, E′)对模拟注量进行展宽转换, 得到脉冲幅度谱(pulse height spectrum, PHS), 使模拟谱更趋近于实验谱, 这样就可以通过蒙特卡罗模拟得到与实测能谱一致性较高的模拟能谱。 研究中最后利用建立的探测器响应函数模型对Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Sn元素K系全能峰拟合χ2r值在1.04～1.18范围内, 对铜合金样品中六种元素特征X射线模拟注量转换结果与实验值一致性较好, 并实现了对多元素混合样品复杂重迭谱的有效模拟和展宽。

在氢气放电源打靶的实验中,测到了系列能量恒定不变的低能X射线新谱线,这些新谱线的能量分别为(1.70±0.10) keV,(2.25±0.07) keV,(2.56±0.08) keV,(3.25±0.10) keV和(3.62±0.11) keV,与Si,Ta,S,Cl,K和Ca等元素的特征X射线能量相近,但靶中所含的杂质或来自放电室的杂质元素可能会产生这些能量的X射线谱峰,证实新谱线是否由这些元素的特征X射线干扰所致显得尤为重要。分析了本实验系统中各种杂质的可能来源,论证了放电室端杂质对新谱线的影响,及靶材料中体杂质和面杂质对新谱线的影响;用X射线光电子能谱仪对靶做了表面分析。研究结果表明:杂质元素的特征X射线不会对氢气放电源打靶产生的新谱线有影响。这些新谱线的性质有待进一步的实验研究。

分析了高功率Z箍缩产生keV级特征X射线辐射的物理机理和用于计算等离子体K层辐射二能级模型,给出了采用二能级模型进行数值模拟的结果,描述了强光一号装置驱动Z箍缩负载的脉冲功率源特性参数,介绍了所设计研制的双层喷Ne气和双层铝丝阵两类Z箍缩负载的结构与参数,并对下一步拟开展的实验研究工作进行了说明.利用特制真空X射线二极管测量了强光一号双层喷氖气Z箍缩实验产生的X射线波形,实验结果表明,当气室内初始气压在0.8 MPa时,喷Ne气Z箍缩可获得较好的keV量级的X射线辐射.