Рендгенска флуоресценција за материјална анализа

  • Креатор на темата Креатор на темата da_be_man
  • Време на започнување Време на започнување

da_be_man

Entropy
Член од
17 октомври 2005
Мислења
628
Поени од реакции
126
Еве нешто од струкава...ќе пробам да го објаснам на едноставен начин за да е интересно....како ќе имам простор со времето ќе го дополнвам бидејќи кај нас редко ќе прочитате нешто за оваа технологија за квалитативно (кој и што) и квантитативно (колку) одредување на хемискиот состав на било која проба со било каква конзистенција.

Рендгенските зраци во англискиот познати како икс-рејс (X-Ray’) кај нас се викаат така според Вилиам Конрад Рендген кој експериментирал и продуцирал како прв електромагнетни зракови со таа фрекфенција која ние ја знаеме од германскиот како рендгенска.

Иначе рендгенскиот зрак е високо енергетски зрак кој се наоѓа на самиот раб од познатиот електромагнетен спектрум. Се преклопуваат со гама зраците и според енергијата имаат доста слиќности. Разликата со гама зраците е во тоа како настануваат. Гама настануваат во атомското јадро а рендгенските во со премини на електрони на внатрешните орбиталикои се одма до јадрото.

Еве како изгледа електромагнетниот спектрум:
espectrumsmall.jpg


Ниска фрекфенција значи мала бранова должина и поголема енергија. Значи радио брановите кои ни го носат звукот преку радиоото се со многу голема бранова должина..па и до неколку стотици метри. Нашето око како детектор на електромагнетни бранови може да детектира само во еден мал простор од електромагнетниот простор...само околу 400 нано метри. Другите бранови делумно ги осеќаме. На пример инфра црвените кои се со поголема бранова должина и кај нас на кожата се осеќаат како топлина. Микробрановите не ги осеќаме освем ако некој не не стави во микро-бранова печка па да скуваме однатре. Ултравиолетовите исто не ги осеќаме кога дејствуваат на нас ами само нивниот резултат ако иставиме да не гаѓаат со нив (сонцето).

Еве поедноставна слика во која се гледа од прилика кој зрак или електромагнетен бран (дуална природа) предизвикува.

withsymbolssmall.jpg


Микро брановите предизвикуваат само едно нешто. А тоа нешто е само ротацијата на молекулот на вода. Со самата ротација се прави триење и се загрева објектот. Ако нема вода во предметот и 2 сати во микрорелна нема да помогнат.

инфра црвената значи е топлината (деформации промена на аголот , вибрации помеѓу врските на атомите во еден молекул) , визуелното зрачење кои нашите очи го гледаат како бело (ако се испрати низ призма и се искршат зраците ќе добијеме од црвена до зелена боја). Ултра виолетовите како и делумно визуелните (ефекти кои се користат во огнометите) имаат и делумно разорувачко деструктивно дејство. Тие се толку јаки да можат да исфрлат електрони од надворешните орбитали на еден сол (Натриум хлорид на пр.) и така ја разорат (уништат материјата).

Ако пробате да горите домашна сол ќе видите дека гори со интензивна жолта боја (огномет). Преминот на електроните на надворешните орбитали кај натриумот не бараат голема енергија и таа енергија се наоѓа во визуелниот дел близу инфра црвениот спектар.

Ако некого го интересира повеќе за оделните делови на спектрумот и нивната аналитичка корист од техничка гледна точка ќе напишам нешто додатно. Сега да се концентрираме на рендгенскиот зрак и неговата корист и инструментите кои во последниве пет години направија прав економски бум (за жал ја заобиколика пак Македонија).

Кога еден рендгенски зрак ќе удри на една проба тој е абсорбиран од атомите. Во атомите се слчуваат физикални промени. Најлесно е преку слика:
xrflg.jpg



Значи се исфрлаат електрони од внатрешните орбитали. Со самото исфрлање се остава празно место. Тоа празно место го пополнува електрон кој доаѓа од соседната или соседните орбитали кои се со повисока енергија. При овај „пад„ тие ја испуштаат таа вишок енергија. Таа енергија која ја напушта материјата може да биде фатена од детектори и така префрлена во електронски сигнал кој потоа преку еден ДАК (дигитал то аналог конвертер) бива среден да биде прифатен од софтверот кој него го толкува како аналитички резулт.

Инструментите кои во меѓувреме се користат за оваа намена се веќе од пред едно 10 години во рачна форма. ПРед тоа се користеа радио изотопи како извор ама со минијатуризирање на рендгенската цевка добија и форма на пиштол.

Овие инструменти имаат фиксна калибрација од 25 елементи па до 35 и оператот само собира информации а не го калибрира инструментот.

Како е можно да се постигне тоа да во исто време анализираме 30 елементи без да калибрираме. Од физичката гледна точка на оваа метода се знае дека (ако се користи боровиот атомски модел само за едноставно објаснување) секој атом има своја големина и по тоа различни дистанции помеѓу орбиталите.

Периодниот систем одсликува исто една периодност на големините на атомите. Да не навлегувам зашто е тоа така еве како шематски би изгледале атомите во периодниот систем:
ptesmall.jpg

Замислете дека секој атом испрача сигнал кој е карактеристичен за секој атом. Тоа е фундаментална големина во оваа технологија. Што повисок сигналот или импулсот то повисока и концентрацијата од тој елемент.

Лимитација на оваа технологија е што се работи со отворено зрачење кое не е јако ама сепак потребно е прописно ракување.

Друга техничка лимитација е пенетрација на самиот рендгенски зрак. За разлика од медицината каде што јачината на рендгенот оди на трансмисија овде се оди на површинска анализа. Значи анализираме еден објект или земјиште само на површината. На пр кога би мереле некој метал, некородивен челик тогаш зракот оди само 70 до 10 микрони длабоко. Кај анализа на металите и тоа не е некој проблем пошто металите се хомогени (и легурите изработени по стандард не во среден век).

Друга лимитација е од аналитичка гледна точка. Најлесен елемент кој може да се анализира со еден рачен анализатор е магнезиумот. Не може да јагленород како важен елемент во тешката индустрија.

Еве како изгледаат тие инструменти пред да продолжам да пишувам за нивната намена и нивното значење во некои индустриски гранки.

Иначе има неколку фирми во меѓувреме. Најдобрите две се овие...мислам дека Инновексовиот инструмент, Делта серијата ена најпоследно техничко ниво ама за тоа ќе пишувам поодолу каде можам да напишам нешто детално за нивната намена и нивна историја.

XL серијата од Niton со радиоизотопи како извор и нивна намена во екологијата:

xl-700.jpg

testing.jpg


еден од првите инструменти со минијатуризирана рендгенска цевка исто од Niton паралелно излезе серијата Alpha од Innov-x некаде околу 2003та.

анализа на цевководи...

DSCF0238.jpg


Алфа серијата со ПДА како носител на оперативниот систем
hand-held-xrf-soil-analyzer-141980.jpg


најновите два модели од Термо или екс Нитон при анализа на украдените слики од мунк музејот пред неколку години

Pubertet%20MG%201813%20liten.JPG


XL2 моделот во анализа на метален отпад.
thermo-fisher-scientific-introduces-new-niton-xrf-scrap-sorting-analyzer-P335419.jpg


анализа на површина во рударството

alpha_morephotos3.jpg


Omega Innov-X со ногалки и ГПС систем за мапирање па преку гоогле еартх прикажување.

omega_trimble_compressed.jpg


tracer моделот од Брукер

portable_xrf_bruker_tracer_l.jpg


најновата генерација Делта серијата од Иновекс
smaller_Actlabs_-_Innov-X_Canada_Delta_Mining1904.jpg
 
Абе ти си знаел текст да пишиш. Со наука си се-"бавел..."
 
Сега нешто за резултатите...

Резултатот од прилика на Икс Ел 3 Т моделот од Термо...Нитон беше приватна фирма и ја купи Термо во 2006 кога видоја дека тој продукт направи бум на пазарот..пред се во металната индустрија и рециклажата.

Резултатот на екранот изгледа валка:
NitonXl3t-2.jpg


Време траењето на анализата зависи од пробата и од точноста на самата анализа. Во разлишни индустриски и разлишно време се мери.

Намената на овој инструмент беше до лани (економската криза) во металната индустрија пред се во металната рециклажа како една алка од овој процес.

За само до 5 секунди инструментот го покажува хемискиот состав на еден метал или легура. Ако знаеме дека легурите се составени од повеќе метали чија вредност од ден на ден варира на берзата тогаш ќе дојдете до заклучок дека во таа индустриска гранка со овај инструмент се правеа и сеуште се прават големи пари.

На светско ниво има инсталирано само за оваа намена од сите производители око 20 илјади инструменти.

Инструментот покрај хемискиот состав на една легура дава и идентификација (име) на типот на таа легура. Сите легури се изработени по принципот на минимални и максимални вредности на концентрацијата од елементите кои се во таа легура. Тие минимални и максимални вредности се ставени во библиотека и хемискиот резултат софтверски е споредуван со тие за да во исто време со хемискиот состав ни ја исфрли идентификацијата и оценка со кој квалитет е според металуршките спецификации. На сликата горе е 304 СС идентификација СС стои за стаинлес стил или некородивен челик или по нашки речено росфрајт.

Иначе еден од поефтините росфрајт материјали пошто го нема молибденот како 316ката што го има. Голем дел од лажици и прибор за јадење се направени од овај материјал...па и металните ремени на рачни часовници. Единствено Ролекс има своја легура која не се поклопува со стандард и така може да се види дали е фејк или не.

Значи одпадашите на светско ниво добиваат материјал и го сортираат со овај инструмент ненормално брзо и го продаваат за високи цени по топилниците пошто знаат кој материјал е и топилниците добиваат чист репроматеријал.

Крај на 2007 еден тон на одпаден бакар беше околу 6000 долари на берзата. Имаше доста приказни како се крадеа каблови, бисти и продаваа по отпадите ради бакарот. Во румунија дуро циганите највероватно ги имаа сечено шините...па возот нема кај да продолжи. Некој мислеа дека старо железо е старо железо и носи профит. Некои на балкан продаваа цевки и ги полнеа со камења па ги коваа крајните делови и оп на којнска кола па на вага за да тежи повеќе.

Колекционерите на стар отпад најмалку заработуваа. Тие го даваат цело парче како старо железо и по кило ќе добијат 10 денари на пр. А анализаторот на купувачот ќе му даде чиста сметка па од истото парче тој ќе заработи 50 евра.

Од прилика еден камион полн со росфрајт отпад е 60 илјадарки на европскиов пазар.

Ај за другите намени покасно...
 
Пикасо... ко почетник си понекогаш.

Хмм колку што можев да сфатам за материјалната анализа... се нудат апарати кои наоѓаат примена во разни гранки... нели истото кај водоводџиите беше со ултразвук, со него се бараа евентуални пукнатини во металот.

И кога веќе сме кај апарати за детекција на зраци... има ли во продажба гајгерови бројачи - лесно преносни или нешто слично на нив?
 
Иначе ако ве интересираат цените на ова чудо кое опремено со ГПС дава чуда од информации паднаа ради кризата и зголемената конкурентност...излегоа повеќе произведувачи пошто намената со додавање на пософистициран детектор...силициум дрифт детектор се прошири и овај инструмент излезе од својот ќош како screening tool и почна да е сериозен конкурент на лабораториски суфистицираните инструменти кои не се преносни.

Цените пред две години беа помеѓу 25 илјади до 45 илјади евра а сега се спуштија на 20 до 35 илјади евра...во зависност од опрема и намена.

Пикасо... ко почетник си понекогаш.

Хмм колку што можев да сфатам за материјалната анализа... се нудат апарати кои наоѓаат примена во разни гранки... нели истото кај водоводџиите беше со ултразвук, со него се бараа евентуални пукнатини во металот.

И кога веќе сме кај апарати за детекција на зраци... има ли во продажба гајгерови бројачи - лесно преносни или нешто слично на нив?

тестирање на пукнатини е исто недеструктивна метода и е со ултразвук...рафинерии ги тестираат така конструкциите.

има преносни детектори на радијација...кај 1000ка им е цената

detrd02_mid.jpg
 
тестирање на пукнатини е исто недеструктивна метода и е со ултразвук...рафинерии ги тестираат така конструкциите.

има преносни детектори на радијација...кај 1000ка им е цената

detrd02_mid.jpg
Ту ама сум промашил.. постирав веднаш после читањето на првиот пост и мислев дека се работи за тоа што го пишав а во меѓувреме го читнав и вториот твој пост па видов дека се работело за анализа на елементите во склоп на легурата или во што и да се испитува :)

кога веќе сум тука... за составот на почвата т.е неметалите во неа може да се употреби?

1000 денари?
 
Ту ама сум промашил.. постирав веднаш после читањето на првиот пост и мислев дека се работи за тоа што го пишав а во меѓувреме го читнав и вториот твој пост па видов дека се работело за анализа на елементите во склоп на легурата или во што и да се испитува :)

1000 денари?

да анализа на хемискиот состав во рок од 5 секунди...добро ако мериме тешки метали во играчки (значи пластика) тогаш времето на анализа оди и до 1 минута пошто густината на пластиката е пониска од металот. Иначе овај инструмент го користат и царините за одкривање на правиот состав на материјалот.

Моментално хрватската царина добива донација од америка за оваа намена пошто низ хрватска поминуваат материјали...цевки кои со документацијата се декларирани како водоводни цевки ама според составот се користат за изработка на оружје во илегални фабрики во Босна.

и на кинеските играчки овие инструменти открија што отрови ределе кинезите кои одеа по цел свет. Кој знае што нема по тие тезгите на битпазар...

на сони плејстајшн холанѓаните им ја блокираа пратката пошто имаше многу олово во изолацијата на струјниот кабел.

-----------

детекторите за радијација се 800-1000 евра..
 
Иначе во еколошка намена се прави анализа на површина на земјиште. Едно мерење трае околу 30 секунди и во комбинација со ГПС се цртаат карти на контаминација. Потоа се преминува на чистење на земјиштето со ваѓање на слој земјиште до нивото на дозволена граница.

omega_terrain.jpg

Од балкан еден пример каде светската здраствена заедница користи вакви инструменти е косово околу рудникот за олово Трепча кој покрај Саса е еден од најбогатите наоѓалишта на олово и цинк и како елемент попратен во траги е среброто.

Таму околината е толку загадена да луѓето околу имаат преку 100 пати повисока концентрација на олово во коските и забите. Некои и умреа од тоа ама никому ништо. Иначе оловото не излегува од телото и с еадсорбира во текот на животниот тек.

Рудникот таму не го работат пошто немаат добри експерти па сега почнаа нешто да буричкаат одкако увезоа геолози од Турција.

Еве како излега експортот на датите со google earth..во зависност на точноста на ГПС системот. Ако е диференцијален, како на сликата горе може да дојде до неколку сантими точност...поточните не се дозволени за цивилна употреба.

секоја точка е резултат и покажува листа на елементи со ппм (партс пер милион) вредности. Осетливоста е голема...се стига до 5 ппм на злато на пример.

googleearthmedium.png


Иначе инструментите ги имаат технички финеси како blue tooth, WIFi, USB...floating point процесор и барометар за изедначување на воздушниот притисок...најновите екрани со транс вју технологија..контрастот се мести со сончевото светло и така штеди батерија (литиум јон на полнење) ..делтата од иновекс има и ацелореметар...дозволува ротација на екранот во зависност од аголот на држење на екранот.
 
Пикасо... ко почетник си понекогаш.

Претерано ми е чудно, како некој што се бави со "наука", ќе си дозволи еден ваков прдеж:

Дали албанците што ја имаат религијата од Турците се со етнички турски елементи тогаш? Или исламот вие го измисливте?

Разбираш. Овој или на памет учи, или копи пастира. Пошо овака лимитиран интелектуален капацитет, нема можност да куца текст подолг од 3 параграфи, и поквалитетна реченица од таканаречената "проста реченица".

Овој идиличен чупкар, не мами...
 
Една од најпопуларните намени на технологијава моментално е во рударството.

Со напредокот на технологијата и новите поосетливи детектори кои имаат ниво на детективост за одредени елементи кое ниво се постигнуваше само со лабораториските инструменти (плазма и атомска абсорбција) кои беа деструктивни методи и даваат побавно одговор овај инструмент направи бум во рударството.

Во оваа гранка се користат инструментите во 3 сегменти, најголем со околу 90% од намената е во „exploring“ или истражување, другите 10 посто останват при експлоатација на самата руда и процесирањето (процесот на концентрирање на самата).

Моментално се многу рудници низ европа во фаза на рестартирање поради подобрата анализа на околината и одкривање на нови депозити (резерви) а исто така и старите резерви се од економска гледна точка исплатливи за експлоатација, посебно рудници за Бакар, Волфрам, Хром и Никел.

Некому ќе му е чудно ама вакви истражувања има во земји низ европа кои последните рудници ги затворија пред 60 години (Како Италија на Сардинија и Австрија). На балкан и во Македонија исто има странски фирми кои ги вршат тие истражувања, си носат своја опрема ја купуваат локацијата и имаат концесија која ја обновуваат претежно после една година.

Во македонија се бара Бакар и Никел. Некои попратни елементи секогаш се присутни ама ретко кога се во економска исплатлива концентрација. Овие фирми се претежно Амерички и Австралиски, вработуваат локални луѓе за чистењето на околината а многу ретко геолози кои се носачи на одлуките при истражувањето. Еден геолог може според хемискиот состав да процени дали треба да се ваѓа јадро по пат на бушење.

Концентрациите и попратните елементи на површината се многу ниски...ретко да се дојде до процентуална вредност од посакуваниот елемент. Се што е во процент веќе се смета за руда...процентот зависи од елементот и неговата вредност на берзата. За некои елементи не се исплаќа да се отвора рудник ако се во неколку десетини проценти.
pantera_front.jpg


Процесот на бушење е многу скап. Во зависност од длабочината ваѓање на едно јадро почнува кај 5000 илјади.

Со инструментот се лимитира регионот кој треба да се истражува па потоа се црта карта (со помош на диференцијалните ГПС системи) и се ваѓаат јадрата кои вака изгледаат.
Drill_Core_from_Nuestra_Senora.jpg


геолози си имаат свои трикови како да дојдат и го препознаат посакуваниот минерал, на пр. со киселина капка и реакција на самата површина рпредизвикуваат хемиска реакција (оксидација) на елементарниот сол на тој елемент а некои геолози со лупа ги откриваат посакуваните минерали..искуството им ја дава таа можност
bangston_1089.jpg


Овие јадра се анализираат со инструментот. Бушењето се одвива под аглови да би се добила 3 димензионална слика на депозитот и неговата вредност.

Иначе секој елемент во природата бидува попратен од некој други како „сестрински„ елементи. Концентрациите се истонекогаш како фундаментална големина во еден зададен однос. Ако златото не може да се види со инструментација на лице место тогаш може да се прерачуна неговата концентрација од присутноста на Арсенот како „pathfinder“ или геохемиски потписи.


Најголема предност во експлорингот на овие инструменти е скратувањето на времето и со тоа штедење на пари до крајниот одговор.
img18.jpg

Користењето на инструментацијава во окното на самиот sид има лимитации. Геолозите сакаат да знаат како изгледа подлабоко во sидот а не само резултат на површината. Некогаш линиите или минералошките „вени„ одат во различни правци. Длабоко долу на 600 до 1000м и ГПС не функционира.

Во процесот на концентрација на рудата каде рудата се концентрира од 20-50% до 80% пред да го напушти рудникот. Некој депозити се толку концентрирани да не е потребен долг процес на концентрација. На пр. Кај нас Саса има делумно депозити со над 40% олово. Цинкот е во пониска концентрација.

Рудници на железо во Индија на пр. 30% материјалот го викаат „waste“ таму сета земја е црвена и го има овој процент на Железо. Нивните рудници даваат 75-90 % чисто железо...

Најбогатите луѓе како Митал или Тата стил на пр. Имаат по неколу рудници па свои топилници итн...ете од каде им милјардите.
thermo-fisher-scientific-introduces-niton-xrf-analyzer-for-mining-exploration-P335420.jpg


mining_Carlos_lg.jpg

0870280401008.png

GOLDD_Male_Extend_pole_3_web.sflb.ashx

alpha1.jpg

smaller_Actlabs_-_Innov-X_Canada_Delta_Mining1904.jpg
 
Се извинувам што одам офтопик.Дали некој може да ми објасни за бранова должина?
 
една бранова должина ти е растојанието помеѓу два врва или двете подножја на синусоидната форма (две димензионално).

фрли камче во вода и растојанието помѓу врвовите на два (прстенести бранови) е една бранова должина.
wavelength_sm.jpg

Светлината има дуална природа, се објаснува преку бранови и преку енергетски пакети (фотони). Брановата природа на светлото се докажува лесно со испраќање на светлото низ мали процепи. Зад процепите се поставува една површина на која светлото ќе интерферира (преклопува).

ако брановите се погодат (врв со врв и дно со дно) тогаш има појачување на инензитетот на светлото. Ако се погоди врв со дно тогаш се бриши и губи светлото.

philo_49cdf6ad90c12.jpg


pic-v3-st21-1.jpg


овај ефект на преклопување на бранови го имаш покрај секоја обала на море или езеро. Ветерот ги турка брановите кои пради неговата различна брзина имаат исто различна брзина.

Кога ќе се стигнат два брана со иста бранова должина нивниот интензитет расте ...
 
Па не велат за џабе 20 век беше век на СВЕТЛИНАТА или да се изразам на Електро магнетните бранови....на крај краеви ние на тој начин и буквално дознаваме која планета(пример) каква атмосфера има,ил метали...посебно кога има сателит...одблизу:)

Не знам за застапеноста т.е употребата на овоаа метода во македонија,ама најверојатно сме заобиколени....како и по обичај:toe:
 

Kajgana Shop

Back
На врв Bottom