Đăng ngày: (23/12/2014 12:02:56)

Thiết lập quy trình và chuẩn hóa hệ đo nhằm tối ưu hóa các phép phân tích đối với thiết bị phân tích huỳnh quang tia-X nhiễu xạ bước sóng (WDXRF)

Thiết bị WD-XRF đáp ứng được nhu cầu về phân tích nguyên tố trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh và Miền Nam. Kết hợp với hệ nhiễu xạ XRD, hệ phổ kế Positron... để nghiên cứu vật liệu.

Giới thiệu

Kể từ khi ra đời (1964) [1] đến nay, phương pháp phân tích huỳnh quang tia X đã có những bước tiến đáng kể, rất nhiều những nghiên cứu cải tiến phương pháp đã được thực hiện[4] để phát triển phân tích huỳnh quang tia X trở thành một trong những phương pháp xác định hàm lượng nguyên tố mạnh, nhanh và tiện lợi với nhiều ưu điểm. Thiết bị phân tích huỳnh quang tia-X (XRF) đang ngày càng được cải tiến để xác định hàm lượng các nguyên tố với độ chính xác và độ nhạy cao hơn, cũng như dải xác định các nguyên tố ngày càng rộng hơn. Thiết bị XRF có ưu điểm là gọn nhẹ, cho kết quả phân tích nhanh, không đòi hỏi đầu tư lớn như Lò phản ứng hạt nhân hay máy phát neutron (sử dụng phương pháp phân tích kích hoạt neutron). Một loại thiết bị XRF dựa trên nguyên lý nhiễu xạ bước sóng (WD) đã được sản xuất và đã thương mại hóa. Trên cơ sở thiết bị WDXRF, các phòng thí nghiệm trên thế giới đã và đang nghiên cứu  phát triển các kỹ thuật phân tích với các dạng mẫu đo và matrix khác nhau cho nhiều loại đối tượng như: vật liệu, môi trường, sinh học, … Nhiều công trình khoa học về lĩnh vực này đã được đăng tải trên các tạp chí quốc tế. 

Nhu cầu về phân tích và xác định hàm lượng các nguyên tố trong các mẫu (vật liệu, hợp kim, môi trường, sinh học, …) ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y tế, địa chất, … ở nước ta ngày càng phát triển. Do vậy, đã có một số cơ sở nghiên cứu cũng như cơ sở kinh doanh đã trang bị thiết bị XRF nhằm phân tích các nguyên tố như ở Viện KH&CN Việt Nam, Viện KH&KT hạt nhân Hà Nội, Viện NCHN Đà Lạt, nhà máy xi măng Sao Mai (Kiên Giang), một số cơ sở kinh doanh vàng bạc, …Không những vậy, một số đơn vị trong nước cũng đã thiết kế những hệ huỳnh quang tia X xách tay gọn nhẹ có thể ứng dụng hiện trường[6] .Nhưng các thiết bị này thuộc loại thông thường, chỉ dùng mẫu đo dạng rắn, dải xác định nguyên tố còn thấp, độ nhạy không cao và sai số lớn. Do vậy, khả năng nghiên cứu và ứng dụng trên các thiết bị XRF loại này còn bị hạn chế.

Mục tiêu

Trung tâm Hạt nhân Tp. HCM trực thuộc Viện NLNTVN là một cơ sở nghiên cứu và triển khai, ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nền kinh tế - xã hội, đặc biệt ở các tỉnh phía Nam. Trong nhiều năm qua, Trung tâm đã nghiên cứu, phát triển các kỹ thuật phân tích nguyên tố cho các đối tượng mẫu vật liệu, môi trường, sinh học, … và đã đem lại hiệu quả đáng khích lệ. Vừa qua, theo Dự án TCTTB tài khóa 2011-2012, Trung tâm đã được trang bị một thiết bị phân tích huỳnh quang tia-X nhiễu xạ bước sóng (WDXRF) với model “S8 TIGER” sản xuất từ Đức. Hệ thiết bị này rất hiện đại và lần đầu tiên có mặt tại Việt Nam, có thể phân tích với dải rộng các nguyên tố, thành phần vô cơ cũng như ô xít, …. Do vậy, để có thể khai thác triệt để hệ thiết bị này một cách có hiệu quả thì cần phải:

- Thiết lập quy trình hoạt động, chuẩn hóa cho thiết bị.

- Thiết lập quy trình chuẩn bị mẫu thích hợp với từng loại mẫu có matrix khác nhau nhằm tối ưu hóa khả năng phân tích của thiết bị (do với các loại mẫu khác nhau như mẫu rắn, mẫu bột hay mẫu lỏng thì hiệu suất phân tích của thiết bị khác nhau).

- Hệ thiết bị WDXRF mới được tăng cường có thể kết hợp cùng với hệ thiết bị nhiễu xạ tia-X “XRD” đang hoạt động ở Trung tâm Hạt nhân để nghiên cứu khảo sát vật liệu trên nhiều khía cạnh khác nhau như: khảo sát thành phần nguyên tố, thành phần ô xít, tinh thể, các pha của vật liệu, kích cỡ hạt, sai hỏng vật liệu…

Vì vậy, cần thực hiện một đề tài về thiết lập quy trình chuẩn bị mẫu, chuẩn hóa đo đạc mẫu để tăng cường khả năng phân tích các dạng vật liệu khác nhau,với các matrix phức tạp, phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học và triển khai ứng dụng.

Ứng dụng

Khả năng về thị trường: Nhu cầu về phân tích và xác định hàm lượng các nguyên tố trong các mẫu (vật liệu, hợp kim, môi trường, sinh học, …) ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y tế, địa chất, … ở nước ta ngày càng phát triển. Hiện nay, nhu cầu về phân tích nguyên tố trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh nói riêng và ở Miền Nam nói chung là rất cao.

Khả năng về ứng dụng các kết quả nghiên cứu và đào tạo: Ứng dụng kết quả nghiên cứu kết hợp với những hệ thiết bị đã có ở Trung tâm Hạt nhân vào nghiên cứu vật liệu.

Thông tin chủ nhiệm

Họ và tên: Phan Trọng Phúc

Học hàm, học vị: Thạc sĩ Vật lý

E-mail: vecol18@yahoo.com

Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm Hạt nhân TP. HCM

Địa chỉ tổ chức: 217 Nguyễn Trãi, P. Nguyễn Cư Trinh, Q.1, Tp. Hồ Chí Minh

 

Đối Tác