使用无窗口EPMA测定单个环境颗粒中的低Z元素

在研究环境污染时，测定大气气溶胶颗粒中的低Z元素，如碳、氮和氧，是一个重要课题。传统的电子探针微分析技术在测定低Z元素方面存在局限性，主要是因为能量色散X射线探测器中的铍窗口阻碍了轻元素特征X射线的检测。本文研究了使用无窗口EDX探测器在单个颗粒中测定低Z元素的可行性。为了开发一种能够识别单个颗粒化学成分的方法，必须评估颗粒的基体效应和几何效应。由电子束产生的低Z元素的X射线非常柔软，因此即使在微米级颗粒中，重要的基体效应（主要由于X射线吸收）仍然存在。此外，观察到的辐射，特别是轻元素的辐射，因颗粒的形状和尺寸而经历不同程度的吸收。应用蒙特卡罗计算来解释观察到的X射线强度根据单个颗粒在不同初级电子束能量下的几何和化学组成变化的变化。对标准单个颗粒的模拟数据和实验数据进行比较，这些颗粒的化学组成通常在海洋和大陆气溶胶中观察到。尽管在观察低Z元素X射线时涉及许多基本的分析问题，蒙特卡罗计算证明在评估这些基体和几何效应方面相当可靠。文章还考虑了蒙特卡罗计算在测定单个颗粒轻元素的实用性。