X射线荧光测井技术是一种可以在井下原位进行元素定量(半定量)分析的测井技术, 对矿产勘查具有重要意义。 受井下温度影响, X射线荧光测井仪容易发生谱漂。 X射线测井仪采用硬件进行稳谱, 采用软件实现微小谱漂校正。 X射线荧光测井的谱数据量大, 难以采用人工校正的方法实现。 文章在总结了X射线荧光测量专业人员进行谱漂校正经验的基础上, 结合专家系统研究了X射线荧光测井谱漂的校正方法。 在谱漂校正过程中, 采用对散射本底变化不灵敏的对称零面积法进行自动寻峰, 并用标准方差进行指示峰判别。 利用先验知识（上一次能量刻度）和高斯概率密度函数对当前指示峰进行定性分析, 确定指示峰能量。 将指示峰峰位和定性分析获得的能量值采用最小二乘法进行拟合, 获得能量刻度系数, 并对偏离较大的数据进行筛选, 达到能量自动刻度目的, 实现X射线荧光测井仪器谱谱漂校正。 文章采用所述的谱漂校正方法对某次X射线测井仪温度实验的322条谱线进行校正, 结果表明该方法能够有效地自动校正X射线荧光测井仪谱漂。

X射线管是目前X射线荧光光谱分析中最常采用的激发源, 它所产生的原级谱成为了X荧光光谱中本底成分的主要来源, 在对这种光谱进行进一步的分析处理之前需要对其本底进行扣除, 对本底估计的准确性直接影响后续处理步骤的效果。 对射线管激发X荧光光谱的成分进行了分析, 针对其本底特点构造了一种本底强度的估计方法, 并根据实测谱线构建了理论测试谱线以便对光谱处理算法的效果进行评价。 该方法利用测得X射线荧光光谱中不包含特征峰的谱段对X射线管原级谱造成的本底成分进行估计, 使用只包含连续本底的谱段对整个测量谱段进行插值, 从而避免了谱线特征峰重叠或对半高宽估计不当时所产生的影响。 利用构建的测试光谱对SNIP法、 傅里叶变换法和本文的本底估计方法的使用效果进行了比较, 使用该方法估计的本底与理论本底更加接近。 结果表明使用的方法对X射线管激发的X荧光光谱的本底估计准确, 可以采用这种方法对连续本底进行扣除, 在对实际测得的X射线荧光光谱的本底扣除中取得了较好的应用效果。

针对城市大气颗粒物监测、 污染物溯源等工作现场实时分析的迫切需要, 研制了基于β-X射线分析技术的大气颗粒物浓度-元素分析仪。 以β射线在物质中的衰减规律和能量色散X射线荧光分析原理, 通过仪器总体设计、 结构设计、 FPGA硬件电路设计和软件设计, 实现了在线分析大气颗粒物浓度及其元素识别、 含量计算等功能; 通过制备纯元素颗粒沉积滤膜样品作为大气颗粒物标准样品, 完成了分析仪的标定。 该分析仪可在线、 连续监测大气颗粒物（如TSP, PM10, PM2.5）的质量浓度及其所含的30种元素种类和含量。 成都东郊的现场应用显示, 分析仪对大气颗粒物的浓度测量值与成都环保局的监测值具有很好的一致性, 对颗粒物中所含重金属元素（如As, Hg, Cd, Cr, Pb等）的监测较为灵敏。 通过技术性能测试, 表明分析仪具备检出限低、 快速分析、 使用方便等特点, 能够满足城市大气监测过程中对颗粒物浓度和元素实时分析的迫切需求, 具有较强的现场应用能力。

针对能量色散X射线荧光法测铀过程中存在自激发效应对测量结果产生干扰的问题及以往测铀仅使用放射性同位素源作为激发源的测量限制, 利用微型X射线对铀矿样品进行自激发效应测量, 并分别将109Cd, 241Am, 微型X光管三种不同激发源测量铀矿样品的结果进行比较分析。 结果表明, 自激发效应产生的特征X射线峰面积计数仅为有源条件的0.01%以下, 属统计涨落范畴, 对测量结果的干扰可忽略不计; 109Cd源由于其特征射线能量22.11和24.95 keV均在Lα吸收限能量21.75 keV附近, 激发光电截面最高, 相应的荧光产额也高, 故109Cd源相比于241Am源对铀元素的激发效率更高; 241Am源测量误差明显大于109Cd源的测量误差, 原因是铀的L系能量特征峰与241Am源特征射线26.35 keV的散射峰能量区叠加, 造成实测谱线本底偏高; X光管作激发源的铀矿样品中铀含量与化学分析结果之间的误差在10%以内, 仅为同位素源激发X射线荧光分析误差的一半, 且X光管激发谱峰面积计数值明显大于源激发条件下的峰面积计数, 说明X光管作激发源的测铀质量优于源激发模式。

微型透射式X射线管广泛应用于能量色散X射线荧光分析领域, 具有体积小、 功耗低、 X射线发射效率高等特点, 可作为手持式X射线荧光分析仪器的激发源。 目前常用铍(Be)作为出射窗材料, 成本高, 而且有毒性。 同时为减少低能散射射线, 在射线管前端放置铝(Al)作为过滤窗。 本文拟采用Al为微型透射式X射线管出射窗材料, 透射高能射线, 屏蔽低能散射射线, 降低制作成本和难度。 文中采用蒙特卡洛模拟软件MCNP5模拟计算不同银(Ag)靶厚度和Al窗厚度的X射线管输出谱。 结果表明, Al窗对低能射线的屏蔽作用强于对高能射线的屏蔽作用, 在Al窗厚度超过1.5 mm时, 低能射线完全被屏蔽, 高能射线有部分透射。 通过和已有研究成果［1, 5］对比分析, 在Ag靶厚度为2 μm, Al窗厚度为0.8 mm时, 低能射线所占的比例仅为0.087 8%, 高能射线产生率为0.002 73%, 既能有效屏蔽低能射线, 又能保证高能射线较高的出射率, 能够满足野外现场能量色散 X射线荧光分析的需要。

能量色散X射线荧光分析方法是目前常用的一种多元素分析方法,但该方法检出限和分析精度,受到分析基体的影响.基本参数法是目前一种常用的分析方法,但在使用过程必须获取净峰面积和基体所有成分,而在实际使用时,尤其在分析低含量样品时,净峰面积计算、基体中“暗物质”影响了测量精度,制约了基本参数法的应用.针对基本参数法的不足,将谱线解析方法与基本参数法融合,将重叠峰剥离过程嵌入基本参数法迭代过程中.在含量计算过程中,采用分析样品特征X射线分支比的理论系数,对重叠峰进行剥离,解决能量色散X射线荧光测量中净峰面积计算和定量分析问题;在计算过程中,对“暗物质”进行均一化处理.通过对标准物质测量分析,结果表明对于Ni,Cu,Zn三个元素改进型基本参数法(改进型FP)测量结果准确度高于影响系数法。

微型X射线管已广泛应用于现场元素分析、 放射性医疗等领域, 对于微型X射线管铍窗, 普遍认为除保证管内真空外, 应越薄越好。 采用蒙特卡洛方法, 模拟了从50～500 μm范围内共13个Be窗厚度的微型X射线管出射X射线谱。 按照在应用中的作用, 将出射X射线划分为不同能量段进行分析。 通过分析谱线特征, 发现Be窗厚度应依据其应用要求合理选择。 因此, 提出了K系特征X射线与轫致辐射强度的比值和低能射线与激发射线计数比值等参量作为评价Be窗厚度最优化的判断依据。 除上述评判指标外, 铍窗的厚度最优化选择还应考虑Be窗对不同能量X射线的屏蔽效果。 依据模拟结果分析, 原位（现场）X射线能量色散荧光分析应用中, Be窗厚度约250 μm的微型X射线管最为合适。 与50 μm铍窗厚度出射射线相比, 71.66%低能原级X射线被屏蔽, 5~50 keV能量原级X射线仅有21.31%被屏蔽, 低能射线强度占总X射线比值小于10%, 且K系X射线占激发射线的比例仍保持较高的水平。 因此, 采用250 μm铍窗厚度的微型X射线管作为能量色散激发源, 能保证探测器探测的有效信号比值较高, 低能X射线对探测器的能量分辨率的影响最小, 而且能量色散分析谱线的散射本底相对强度处于较低的水平, 从而保证元素分析结果精准度。 对于放射性治疗的应用中, 则铍窗厚度越薄越好, 此时, 低能X射线具有较高的通量, 能保证辐射剂量在治疗组织中剂量的集中。

在能量色散X荧光光谱分析中， 常用的闪烁探测器如NaⅠ（Tl）探测器的能量分辨率都不高， 均在8%左右。 能量分辨率低下往往对谱数据分析带来较大的难题， 特别是在高本底低计数的情况下剥离仪器谱重叠峰会受到很大限制， 越是重叠严重的峰越是无法剥离， 进而无法分辨峰值和峰面积， 更无法进一步对元素进行定性定量分析。 为此， 结合遗传算法和免疫算法的优势建立新的种群算法应用在重叠谱分析上， 该算法以欧式距离为进化的判断依据， 以最大相对相似误差值为迭代准则进行迭代。 利用高斯函数模拟不同重叠程度的仪器谱图， 将种群算法应用在重叠峰分离和全谱模拟中， 峰道址偏差在±3道以内， 峰面积偏差不超过5%， 证明该方法在能量色散X荧光重叠谱分析中有较好的效果。

从新疆采集了13件岩矿石样品, 用于研究蚀变过程中矿物的元素含量变化特征。 成都理工大学研制的IED-6000型原位微区X射线荧光分析仪被应用于获得蚀变过程中矿物的化学和物理数据。 这种无损的微区X射线荧光分析仪主要是以低功耗X光管和电致冷Si-PIN半导体探测器为基础, 采用毛细管X射线透镜实现微区测量的功能, 并且能够集成到任何显微镜上进行测量, 焦斑长轴直径约110 μm。 通过微区X射线荧光测量, 将黝铜矿更正为黄铁矿, 提高了矿物鉴定的效率及准确性; 在蚀变剖面研究中, 矿化岩石样品的长石颗粒都富含Cu和Zn元素, 可以作为找矿直接指示元素。 Cr, Mn和Co等元素含量与矿化程度呈负相关。