基體效應

實際工作中被測量的樣品，往往其成份是由多種元素組成，除待測元素以外的元素統稱為基體。由於被測量的樣品中，其基體成份是變化的（這個變化一是指元素的變化，二是指含量的變化），它直接影響待測元素特徵X射線強度的測量。換句話說，待測元素含量相同，由於其基體成份不同，測量到的待測元素特徵X射線強度是不同的，這就是基體效應。基體效應是X射線熒光定量分析的主要誤差來源之一。

基體效應是個無法避免的客觀事實，其物理實質是激發（吸收）和散射造成特徵X射線強度的變化，除待測元素外，基體成份中靠近待測元素的那些元素對激發源的射線和待測元素特徵X射線產生光電效應的幾率比輕元素（在地質樣品中一些常見的主要造岩元素）的幾率大得多，也就是這些鄰近元素對激發源發射的X射線和待測元素的特徵X射線的吸收係數比輕元素大得多；輕元素對激發源放出的射線和待測元素的特徵X射線康普頓散射幾率比重元素大得多。

為了敘述方便，假設樣品中存在待測元素A，相鄰元素B、C和輕元素。B元素的原子序數比A元素的原子序數大一些，B元素能被放射源放出的射線所激發，產生B元素的特徵X射線BK,BKX射線又能激發A元素；C元素的原子序數小於待測元素A的原子序數，且能被A元素特徵X射線所激發產生C元素特徵X射線；輕元素的原子序數測距A、B、C元素的原子序數較遠，被激發的幾率很小，可以忽略不計，那麼對待測元素A特徵X射線強度的影響有以下幾個方面：

1) 放射源放出的射線激發待測元素A，產生特徵X射線AK線稱為光電效應。

2) AKX線在出射樣品時遇到C元素激發了C元素特徵X射線CK而A元素特徵X射線強度減小了，稱為吸收效應。

3) 放射源激發了B元素，BKX線又激發了A元素，使A元素特徵X射線計數增加，稱為增強效應，又稱為二次熒光。

4) 放射源激發了元素C和元素B，使得激發元素A幾率減小。

5) 放射源放出的射線與輕元素相互作用發生康普頓效應，可能發生一次康普頓效應也可能發生多次康普頓效應，發生康普頓效率之後射線能量損失一部分在出射樣品路程中可能會激發元素A、B、C，也可能不發生作用，稱為康普頓效應。

以上只是描繪了一個簡單的例子，實際上X射線的吸收、增強、散射過程要複雜得多。若待測元素與標準的基體成份不一致，必然會使分析結果出現較大誤差。這就是吸收效應、增強效應、散射效應影響，統稱為基體效應。

這種效應來源於試樣的顆粒度、密度和均勻程度的不同以及製作過程中引入的偏析現象。

地質樣品中，由於礦物的物理性質如脆性、硬度、延展性等差異很大，所以試樣中有時存在著明顯地不均勻性；粒度的差異，一方面表現為表面積及有效體積的差別．另一方面也構成了樣品密度的差別。

由於表面不平整、大顆粒或擦痕等造成對激發源初級輻射和X光的遮擋。

由於元素化學價態不同，X射線熒光能量會發生變化。當斌樣和標樣中同一元素處於不同的化學價態時，會引起峰位移動。

基體效應主要包括顆粒效應、礦物效應和元素效應。

1．顆粒效應。是指樣品粉末顆粒度、顆粒分佈、顆粒形狀，以及顆粒內部不均勻性引起的物理效應。

2．礦物效應。是指因為物質化學成分雖然相同但結晶條件不同而造成晶體結構的差異所引起的一種物理一化學效應。

3．元素效應。是指某元素的熒光x射線不僅依賴於本身的含量，而且還依賴於試樣中存在的其他元素或基體元素的性質和含量的現象。

長期以來，許多學者從各個不同的角度出發，對基體效應及其校正做廠專門研究，提出了很多行之有效的校正方法。這些校正方法，可以劃分為實驗校正方法和數學校正方法兩大類。實驗校正法主要以實驗曲線進行定量測定為特徵的。如稀釋法、薄試樣法、增量法、列線圖法、補償法、輻射體法(又稱透射校正法、發射吸收法)、內標法和散射修正法(這是一種特別的內標法)等。與實驗校正方法相比較，數學校正法可使標準樣品和定標曲線的數量大為減少，從而避免了製備大量標準樣品的困難。數學校正法基本上可分為兩類，即經驗係數法和基體參數法。