夏川東 劉慢天 朱敬軍 安竹

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一個PIXE-RBS離子束分析系統(tǒng)的刻度

夏川東 劉慢天 朱敬軍 安竹

（四川大學(xué)原子核科學(xué)技術(shù)研究所輻射物理及技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 成都610064）

四川大學(xué)原子核科學(xué)技術(shù)研究所依托2.5MeV范德格拉夫靜電加速器搭建了質(zhì)子誘發(fā)X射線熒光分析(Proton Induced X-ray Emission, PIXE)與盧瑟福背散射分析(Rutherford Backscattering Spectrometry,RBS)相結(jié)合的離子束分析系統(tǒng)，描述了該分析系統(tǒng)和刻度過程。通過10個金屬單質(zhì)的PIXE-RBS測量，刻度得到的儀器常數(shù)值是一條隨能量變化的曲線，然后采用最小二乘法擬合確定了X射線探測器前的Mylar膜有效厚度、選擇性濾膜的有效厚度和中心小孔大小，從而得到值。為了對刻度值進(jìn)行檢驗(yàn)，在相同實(shí)驗(yàn)條件下測量了標(biāo)準(zhǔn)粘土樣品元素成分，測量數(shù)據(jù)與證書數(shù)據(jù)符合得較好?？潭冉Y(jié)果將用于以后的PIXE-RBS分析。

質(zhì)子誘發(fā)X射線熒光分析，盧瑟福背散射分析，值

質(zhì)子誘發(fā)X射線熒光分析(Proton Induced X-ray Emission, PIXE)和盧瑟福背散射分析(Rutherford Backscattering Spectrometry, RBS)都是廣泛使用的離子束分析技術(shù)。PIXE是一種靈敏度高（10量級）、多元素同時定量分析的無損檢測技術(shù)，應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、考古學(xué)等領(lǐng)域。RBS具有方法簡便、可靠，不需要標(biāo)準(zhǔn)樣品就能得到定量的分析結(jié)果，不必用剝層辦法破壞樣品宏觀結(jié)構(gòu)就能獲得深度分布信息等優(yōu)點(diǎn)，在表面物理、材料科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。但是，PIXE由于Si(Li)或Si-PIN探測器鈹窗的吸收作用，低能特征X射線無法被探測到，所以PIXE方法的元素檢測范圍通常為≥11或12，并且PIXE的分析結(jié)果缺乏元素深度分布的信息，而RBS可以對PIXE探測不到的輕元素進(jìn)行分析并提供元素深度分布信息。另一方面，RBS對重元素的質(zhì)量分辨本領(lǐng)比較差，PIXE則能提供這些重元素的準(zhǔn)確含量信息。所以，當(dāng)PIXE與RBS兩種技術(shù)結(jié)合使用的時候，可以優(yōu)勢互補(bǔ)，基本可以實(shí)現(xiàn)對樣品的（近）全元素分析。

四川大學(xué)原子核科學(xué)技術(shù)研究所依托2.5 MeV范德格拉夫靜電加速器，搭建了一套PIXE與RBS相結(jié)合的離子束分析系統(tǒng)。經(jīng)過不斷改進(jìn)，目前該系統(tǒng)已經(jīng)趨于穩(wěn)定和完善。本文將介紹該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置及其刻度過程。

1 實(shí)驗(yàn)裝置和方法

我們的PIXE-RBS離子束分析系統(tǒng)的真空靶室如圖1所示。

圖1 真空靶室裝置示意圖

整個金屬靶室處于與周圍金屬管道絕緣的狀態(tài)，靶室周圍一共有6個出口，用于與束流管道連通、放置探測器和信號線，以及作為實(shí)驗(yàn)過程中的觀察窗。由加速器提供的束流垂直于樣品表面轟擊到靶樣上，用于RBS探測的金硅面壘型半導(dǎo)體探測器在真空靶室內(nèi)，放置于與束流方向成165°處；用于PIXE探測的Si-PIN探測器放置于真空靶室外，探測器與束流成135°，該靶室出口的法蘭盤中央是一層約9 μm厚的Mylar膜用于密封真空。入射束流與這兩個探測器處于同一水平面。

目前使用的Au(Si)探測器購于中核北京核儀器廠，型號GM-8，靈敏區(qū)面積直徑為8 mm，當(dāng)工作偏壓為+200 V時，耗盡層深度約為300μm，在使用Am標(biāo)準(zhǔn)α放射源進(jìn)行能量刻度時，該Au(Si)探測器在5.486 MeV的分辨率（半高寬）實(shí)際測量值為18.55keV。目前使用的Si-PIN電致冷探測器購于美國AMPTEK 公司，型號XR-100CR，鈹窗厚度7.5μm，靈敏區(qū)面積6 mm，靈敏區(qū)厚度500μm，硅死層厚度150 nm，能量分辨率在5.9 keV處為185 eV。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取和記錄采用基于計(jì)算機(jī)的ORTEC MCA多道卡。

當(dāng)待分析樣品是陶瓷之類的絕緣樣品時，靶室內(nèi)會使用一個燈絲為LaB的電子槍向靶噴射電子。因?yàn)檎婵窄h(huán)境下，帶正電的質(zhì)子束入射到絕緣的陶瓷樣品時，正電荷會逐漸堆積在樣品表面使該點(diǎn)的電勢能逐漸增高并放電，將產(chǎn)生很強(qiáng)的軔致輻射本底，這很可能會掩蓋住一些有用的能譜信息。引入的電子槍產(chǎn)生的熱電子被堆積的質(zhì)子所吸引，可以抵消電荷堆積并降低由此產(chǎn)生的軔致輻射本底。實(shí)驗(yàn)中電子槍放置在樣品表面?zhèn)惹胺郊s2 cm處，電流參數(shù)約為2 A，并加+450 V偏壓吸引電子向絕緣樣品運(yùn)動，偏壓和電流值都可以結(jié)合束流強(qiáng)度和軔致輻射本底的抑制情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于Au(Si)探測器的光敏特性，為了避免LaB電子槍的發(fā)光對Au(Si)探測器的影響，在Au(Si)探測器前放置了一層厚約7mm的Al薄膜作為光屏蔽措施，但是背散射質(zhì)子仍可穿過這層Al膜被Au(Si)探測器所探測到。同時，Au(Si)半導(dǎo)體探測器的性能也受環(huán)境溫度的影響，溫度升高會引起峰位漂移。為了減少電子槍發(fā)熱而引起探測器工作溫度的變化，在電子槍與Au(Si)之間放置有導(dǎo)熱性較好的雙層厚銅板，銅板可將熱量分散到靶室壁上，整個靶室溫度幾乎不會增加。

Si-PIN探頭前放置有一片中心帶有直徑約為0.5 mm小孔的250 μm厚的Al膜，作為選擇性濾膜，即“funny filter”。選擇性濾膜的概念在文獻(xiàn)[10]對PIXE分析法的介紹中首次提出。在PIXE分析中，可以在探測器前放置Mylar或Al作吸收片，吸收掉低能的軔致輻射本底，而較高能的特征X射線仍可以直接透過這層濾膜被探測到。但這種吸收片的缺點(diǎn)是它也會阻擋低元素的低能特征X射線被探測到。如果要對低高元素同時探測，一種做法是分別使用加與不加吸收片的雙探頭；另一種做法就是使用加中心帶孔的選擇性濾膜的單探頭。選擇性濾膜中心的小孔大小通常只占探測器靈敏區(qū)面積的百分之幾，雖然只有小部分的低能X射線會穿過小孔而被探測到，但是由于它們具有很高的產(chǎn)生截面，所以相對于高元素的特征X射線峰仍有較高的強(qiáng)度。而因小孔提高的軔致輻射對整個分析的負(fù)面影響可以忽略。

PIXE分析根據(jù)元素特征X射線產(chǎn)額確定該元素的含量，其理論公式如下：

式中：()表示樣品中原子序數(shù)為的元素的特征X射線產(chǎn)額實(shí)際測量值；()表示元素單位離子電荷、單位立體角、單位元素濃度的理論X射線產(chǎn)額；表示入射電荷值；C表示元素的元素含量；()表示元素的特征X射線透過靶與探測器之間的X射線過濾片的透射系數(shù)；ε表示探測器的本征探測效率；值稱為儀器常數(shù)或刻度因子。理論上因子是對應(yīng)于探測器立體角的一個常數(shù)，但實(shí)際情況下，由于理論數(shù)據(jù)庫的缺陷、探測器參數(shù)（如鈹窗厚度、晶體有效面積等）描述的偏差、探測器與樣品之間所用濾膜的厚度不準(zhǔn)確、尤其是帶孔的選擇性濾膜的使用，會使因子偏離常數(shù)，而成為隨特征X射線能量變化的函數(shù)。我們選用了10個純度為99.99%的純金屬單質(zhì)厚靶，在正式實(shí)驗(yàn)條件下對不同X射線能量處的因子進(jìn)行測量，選用的10個純金屬單質(zhì)為Al、Si、Ti、Fe、Cu、Zn、Ge、Zr、Mo、Ag，它們的特征K殼層X射線能量為1.487?22.163 keV，覆蓋了常規(guī)待檢測樣品中所含元素的特征X射線的能量范圍。

2 結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)中，PIXE和RBS兩者信號同時分別采集，每個樣品對應(yīng)著兩個譜文件。使用軟件SIMNRA (version 6.06, MPI für Plasmaphysik, Garching, Germany)處理RBS譜，使用軟件GUPIXWIN (version 2.2.3, University of Guelph, Guelph, Ontario, Canada)處理PIXE譜。單質(zhì)樣品Cu的RBS和PIXE的實(shí)驗(yàn)譜及擬合譜分別如圖2、3所示。

圖2 Cu的RBS實(shí)驗(yàn)譜及其SIMNRA擬合譜

圖3 Cu的PIXE實(shí)驗(yàn)譜及其GUPIXWIN擬合譜

解RBS和PIXE譜都需要已知入射質(zhì)子束的能量。束流能量雖然可以由加速器控制室的儀表盤直接讀出，但為了使入射能量值更加精確，具體實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)一塊薄金靶的背散射譜擬合來確定入射能量。在每次分析待測樣品前，都會在相同實(shí)驗(yàn)條件下，先對樣品架上的一個鋁襯底薄金靶進(jìn)行背散射測量，然后使用SIMNRA分析處理這個背散射譜，根據(jù)金的背散射峰能量，結(jié)合背散射運(yùn)動學(xué)關(guān)系，即可得到入射束流的能量。

對解PIXE所必須的入射電荷值，有直接測量法和間接測量法。對于普通薄膜等束流可以穿透的薄靶，常用靶后接法拉第筒和束流積分器進(jìn)行直接測量。而對于厚靶樣品，我們使用了間接測量法，由RBS分析結(jié)果間接得到電荷值。當(dāng)對背散射譜擬合后，SIMNRA程序可以給出入射離子數(shù)和探測器立體角的乘積，所以只需要對背散射所用的金硅面壘探測器進(jìn)行準(zhǔn)確的立體角測量，就可以得到入射電荷值。此方法得到電荷值的誤差主要來源于對背散射譜擬合的誤差，本實(shí)驗(yàn)中背散射譜的統(tǒng)計(jì)誤差小于2%。

為了準(zhǔn)確得到Au(Si)的立體角，我們采用了兩種方法：第一種是幾何測量，Au(Si)探測器前準(zhǔn)直孔直徑為3 mm，準(zhǔn)直孔與靶點(diǎn)間距離為82.75 mm，由立體角公式計(jì)算可得=/=1.03×10sr；另一種方法是對Cu薄膜進(jìn)行背散射測量，間接得到立體角。該薄膜是通過磁控濺射法在約9 μm的Mylar膜上鍍約2 μm的銅，該薄膜可以被2 MeV質(zhì)子穿透，薄膜后接法拉第筒和束流積分器用于精確測量入射電荷值，法拉第筒前加?300 V偏壓抑制二次電子逃逸。對該背散射譜擬合后可得粒子束與球面度的積，將法拉第筒收集的電荷值換算成入射質(zhì)子的數(shù)目，即可求得該立體角。這種間接法求立體角的結(jié)果同樣為1.03×10sr，誤差主要來自于背散射譜的統(tǒng)計(jì)漲落，約1.5%。

值的計(jì)算同樣基于式(1)。GUPIXWIN程序會根據(jù)我們編寫的探測器參數(shù)文件，由它自帶的數(shù)據(jù)庫計(jì)算出理論產(chǎn)額、透射系數(shù)()和本征探測效率ε。式(1)中的為測量的實(shí)際產(chǎn)額，電荷值由前述方法得到，而標(biāo)準(zhǔn)單質(zhì)樣品的含量C為1，所以式(1)中僅值未知。在使用GUPIXWIN解單質(zhì)元素的PIXE譜時，先將值設(shè)置為常數(shù)1，擬合結(jié)果中得到的該元素含量結(jié)果為C，則實(shí)際該元素特征X射線能量處對應(yīng)的值應(yīng)為：

根據(jù)這種做法，我們得到的值結(jié)果見表1。

表1 由10個金屬單質(zhì)厚樣測得的K殼層X射線的H值及其誤差

將測得的值繪制成與X射線能量相關(guān)的曲線，如圖4所示，可以看到，在能量較低的范圍內(nèi)，值明顯偏離常數(shù)。正式處理其它待測樣品的PIXE譜時，在GUPIXWIN程序輸入值的界面，允許用戶自行編寫隨能量變化的值文件。在未使用標(biāo)準(zhǔn)樣品刻度值的能量處，程序會根據(jù)曲線使用線性內(nèi)插的方法得到該能量處的值；超過刻度能量覆蓋范圍的點(diǎn)，會使用最近一個相鄰的值。如果待分析的樣品中含有我們沒有刻度的某元素，比如K、Ca，那么GUPIXWIN程序只能通過線性內(nèi)插來得到該元素X射線能量處的值，這樣得到的結(jié)果可能會使誤差增大。為了解決這個問題，一種理想的做法是對元素周期表中每個元素都分別進(jìn)行刻度，得到其對應(yīng)能量處的值。還有另一種做法是可以將值進(jìn)一步擬合成一個不隨能量變化的常數(shù)。

圖4 由10個金屬單質(zhì)厚樣測得的K殼層X射線隨能量變化的H值以及擬合參數(shù)后得到的常數(shù)H值

前文已經(jīng)說明，值偏離常數(shù)的主要原因在于原子數(shù)據(jù)庫、探測器參數(shù)、濾膜參數(shù)三者的不準(zhǔn)確，我們處理數(shù)據(jù)過程中能人為調(diào)整的是后兩者，所以，使用最小二乘法對探測器參數(shù)和各濾膜的參數(shù)進(jìn)行擬合。擬合基于式(3)：

式中：右邊是根據(jù)給定的探測器參數(shù)和濾膜參數(shù)得到的本征探測效率和前文得到的隨能量變化的值；使用最小二乘法對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行擬合，擬合后的新參數(shù)對應(yīng)新的本征探測效率和值。計(jì)算Si-PIN探測器的本征探測效率的公 式如下：

(4)

式中：()、()()分別表示X射線穿過各吸收片的透射率、穿過準(zhǔn)直器的透射率、在探測器靈敏層中的吸收率，它們的表達(dá)式參見文獻(xiàn)[16?17]。在擬合中，我們將探測器參數(shù)固定不變，減少擬合變量，只對隔絕真空的Mylar膜厚度、作為funny filter的Al膜厚度和中心小孔大小這三個參數(shù)進(jìn)行了擬合，擬合結(jié)果見表2。擬合后的常數(shù)值與原曲線對比見圖4。

表2 擬合前后Mylar膜厚度、選擇性濾膜Al片的厚度及中心小孔大小的對比

對比擬合前后的結(jié)果，選擇性濾膜Al片的有效厚度實(shí)際為(255±4) μm，與標(biāo)稱值250 μm差異不大；其中心小孔的尺寸變大，可能是由于在加工直徑0.5 mm的小孔時，實(shí)際操作過程中鉆孔稍大了一些；Mylar膜的有效厚度(22.0±0.2) μm，比我們認(rèn)為的9 μm大了很多，我們分析可能是由于擬合過程中固定了探測器參數(shù)保持不變，那么鈹窗厚度或其它探測器參數(shù)的不準(zhǔn)確性以及原子參數(shù)的不準(zhǔn)確性都將反映到被擬合的這三個參數(shù)的有效值中來，所以引起了Mylar膜有效厚度的較大差異。

為了檢驗(yàn)值刻度結(jié)果的準(zhǔn)確性，我們使用該P(yáng)IXE-RBS系統(tǒng)對中國計(jì)量科學(xué)研究院提供的標(biāo)準(zhǔn)粘土樣品W03102a在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測量。選擇粘土標(biāo)準(zhǔn)樣品是因?yàn)楸鞠到y(tǒng)將來會用于金沙遺址雍錦灣出土陶瓷的成分分析，粘土與陶瓷的成分相似。表3顯示了實(shí)驗(yàn)測得的各成分含量與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書數(shù)據(jù)的對比。標(biāo)準(zhǔn)粘土樣品先在恒溫電爐烘箱中300 °C烘干12 h后放入干燥器中冷卻備用，然后壓片制樣。為了便于對比，表3中證書數(shù)據(jù)是去除了約8.81%的燒失量（CO、結(jié)晶水等）后歸一化得到的。其它幾個由于PIXE不能探測到或者因含量太低接近探測限而無法準(zhǔn)確測量的幾個元素如Na、Mg、P、S的元素含量未列出。通過表3數(shù)據(jù)對比，可見測量數(shù)據(jù)與證書數(shù)據(jù)符合得較好，結(jié)果比較理想，說明該值刻度是可靠的。

表3 粘土標(biāo)準(zhǔn)樣品W03102a的PIXE-RBS分析結(jié)果與證書參考數(shù)據(jù)（去除燒失量）對比

3 結(jié)語

本文對基于2.5MeV范德格拉夫靜電加速器搭建的PIXE-RBS離子束分析系統(tǒng)及其刻度工作進(jìn)行了介紹。

通過幾何測量和 Cu膜背散射測量兩種方法，確定了用于RBS的金硅面壘探測器的立體角為1.03×10sr。采用了通過背散射譜SIMNRA擬合而間接得到入射電荷值的方法，該方法的誤差來自于背散射譜的統(tǒng)計(jì)誤差，小于2%。為了刻度儀器常數(shù)因子，首先在正式試驗(yàn)條件下測量了10個純金屬單質(zhì)(Al、Si、Ti、Fe、Cu、Zn、Ge、Zr、Mo、Ag)，得到了隨能量變化的值曲線，然后使用最小二乘法對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了擬合，得到值。在保持Si-PIN探測器參數(shù)不變的情況下，得到的Mylar膜有效厚度為(22.0±0.2) μm，選擇性濾膜Al片的有效厚度為(255±4) μm，中心小孔有效直徑為(0.836±0.007) mm。擬合實(shí)驗(yàn)參數(shù)后新的值為常數(shù)(1.35±0.02)×10，并使用標(biāo)準(zhǔn)粘土樣品W03102a對刻度值進(jìn)行了檢驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)與證書參考數(shù)據(jù)符合得較好。

1 Johansson S A E, Campbell J L, Malmqvist K G. Particle-induced X-ray emission spectrometry (PIXE)[M]. New York: Wiley Press, 1995.

2 Chu W K, Mayer J W, Nicolet M A. Backscattering spectrometry[M]. New York: Academic Press, 1978.

3 楊福家, 趙國慶. 離子束分析[M]. 上海: 復(fù)旦大學(xué)出版社, 1985. YANG Fujia, ZHAO Guoqing. Ion beam analysis[M]. Shanghai: Fudan University Press, 1985.

4 趙國慶, 任熾剛. 核分析技術(shù)[M]. 北京: 原子能出版社, 1989. ZHAO Guoqing, REN Chigang. Nuclear analysis technology[M]. Beijing: Atomic Energy Press, 1989.

5 Ye L, Liu M T, Huang W,. PIXE/RBS studies on ancient pottery from Jinsha ruins site of Chengdu[J]. Nuclear Physics Review, 2010, 27(4): 493?499.

6 Wu Q Q, Zhu J J, Liu M T,. PIXE-RBS analysis on potteries unearthed from Lijiaba site[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2013, 296: 1?6. DOI: 10.1016/j.nimb.2012.12.004.

7 Zhou Z, Zhang K, Xia C D,. Analysis of elemental composition of porcelains unearthed from Waguantan kiln site by PIXE-RBS[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2015, 346: 1?7. DOI: 10.1016/ j.nimb.2015.01.031.

8 Dias J F, Bulla A, Yoneama M L. Charging effects in thick insulating samples[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2002, 189(1–4): 72?76. DOI: 10.1016/S0168-583X(01)00997-1.

9 Ismail I M, Rihawy M S. Comprehensive method to analyze thick insulating samples using PIXE technique[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2013, 296: 50?53. DOI: 10.1016/j.nimb.2012.11.016.

10 Nejedly Z, Campbell J L, Gama S. An Excel utility for the rapid characterization of “funny filters” in PIXE analysis[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2004, 219?220: 136?139. DOI: 10.1016/j.nimb. 2004.01.041.

11 Gama S, Volfinger M, Ramboz C,. Accuracy of PIXE analyses using a funny filter[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2001, 181: 150?156. DOI: 10.1016/S0168-583X(01)00350-0.

12 Shariff A, Bülow K, Elfman M,. Calibration of a new chamber using GUPIX software package for PIXE analysis[J].Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2002, 189: 131?137. DOI: 10.1016/ S0168-583X(01)01018-7.

13 Campbell J L, Hopman T L, Maxwell J A,. The Guelph PIXE software package III: alternative proton database[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2000, 170: 193?204. DOI: 10.1016/ S0168-583X(00)00156-7.

14 Mayer M. SIMNRA user’s guide[M]. Report IPP 9/133, Garching, Germany: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, 1997.

15 Campbell J L, Boyd N I, Grassi N,. The Guelph PIXE software package IV[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics ResearchB, 2010, 268(20): 3356?3363. DOI: 10.1016/j.nimb.2010.07.012.

16 Zhao J L, Tian L X, Li X L,. Measurements of L shell X-ray yields of thick Ag target by 6–29 keV electron impact[J]. Radiation Physics and Chemistry, 2015, 107: 47?53. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2014.09.009.

17 譚文靜, 安竹, 朱敬軍, 等. 10?25 keV電子致厚W, Au靶軔致輻射譜的測量[J]. 物理學(xué)報, 2016, 65: 87?93. DOI: 10.7498/aps.65.113401. TAN Wenjing, AN Zhu, ZHU Jingjun,. Bremsstrahlung spectra produced by 10?25 keV electron impact on thick W, Au targets[J]. Acta Physica Sinica, 2016, 65: 87?93. DOI: 10.7498/aps.65.113401.

Calibration of a PIXE-RBS ion beam analysis system

XIA Chuandong LIU Mantian ZHU Jingjun AN Zhu

(Key Laboratory of Radiation Physics and Technology of Ministry of Education, Institute of Nuclear Science and Technology, Sichuan University, Chengdu 610064, China)

Background: An ion beam analysis system combining proton induced X-ray emission (PIXE) and Rutherford backscattering spectrometry (RBS) has been established based on the 2.5-MeV Van de Graaff accelerator facility in Institute of Nuclear Science and Technology, Sichuan University. Purpose: Calibration of this PIXE-RBS system must be done before further quantitative analysis. The aim is to calibrate this PIXE-RBS system for future quantitative analysis. Methods: 10 single-element thick pure metal samples were measured by PIXE-RBS under experimental condition to determine the so-called instrumental constant. The least square fit method was utilized to determine the effective thickness of Mylar and Al absorbers and aperture diameter of the funny filter in front of the X-ray detector. Results: The measuredvalues calculated from experimental spectra for K-shell X-rays of ten single-element thick pure metal samples were a function of X-ray energy, and thevalues recalculated using aforementioned three effective values became a constant. A clay standard sample was measured at the same experimental condition to test the accuracy of the calibration, and the measured elemental content values and certified values are in good agreement. Conclusion: The accuracy of the calibration was satisfactory and the calibration results will be used for future PIXE-RBS analysis.

PIXE, RBS,value

TL81

10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.080201

國家自然科學(xué)基金(No.11175123)、中國工程物理研究院中子物理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(No.2014BA06)資助

夏川東，男，1991年出生，2014年畢業(yè)于四川大學(xué)，現(xiàn)為碩士研究生，從事核技術(shù)及應(yīng)用研究

安竹，E-mail: anzhu@scu.edu.cn

2017-01-15，

2017-03-22

National Natural Science Foundation of China (No.11175123),Key Laboratory of Neutron Physics, China Academy of Engineering Physics (No.2014BA06)

XIA Chuandong, male, born in 1991, graduated from Sichuan University in 2014, master student, focusing on nuclear technology and its application

AN Zhu, E-mail: anzhu@scu.edu.cn

2017-01-15, accepted date: 2017-03-22