1.基本理論

測定鈾常見的方法有分光光度法、比色法和激光熒光法。钚常見的測定方法有α計數法、α能譜法和X射線計數法。但是用上述方法在熱試樣品分析過程中及樣品預處理時操作比較煩瑣，耗時較長，并且不能直接測定鈾和钚。化學預處理樣品后采用石墨晶體預衍射X射線熒光法測定鈾和钚，效果好，速度快。
我國后處理工藝分析中，以前較少采用X熒光分析方法。主要原因是樣品本身具有的放射性，對測量產生較大干擾。采用石墨晶體預衍射能量色散X射線熒光(EDXRF)分析，較好解決了放射性干擾的問題，U 的檢出限比通常的EDXRF降低了約1個數量級。我們自行開發的墨晶體預衍射EDXRF分析儀器，是在普通的能量色散X射線熒光的樣品和探測器之間精心設計加工了1個石墨晶體衍射器，用以排除樣品本身放射性的影響，使其適用于測量乏燃料后處理工藝溶液。可以廣泛應用于后處理工藝分析中。

2.儀器構成

2.2.1高壓電源：是給X光管提供高壓和電流并保持高壓和電流穩定的裝置，由升壓變壓器、高壓整流濾波、電壓電流調整及其相關的安全保護裝置構成。
2.2.2 X光管：由發射熱電子的燈絲陰極和接受電子的靶陽極組成。在電流作用下發射熱電子，在二極間高壓電場作用下，熱電子高速飛向靶陽極，產生X射線。
2.2.3 探測器：將X熒光轉變為電壓脈沖信號。為了準確區別不同能量的X熒光，必須采用SDD半導體探測器才能達到能量分辨率。
2.2.4放大器：電壓脈沖信號放大到一定倍數，分為前置放大器和主放大器。前置放大器一般設計在探測器內，主放大器一般和多道分析器設計在同一主板里。
2.2.5多道分析器：多道脈沖幅度分析器是核譜測量中的關鍵部件，它的作用是把被測得的模擬量轉變成計算機可以接受的數值量。經過放大的電壓脈沖信號進入模數轉換器（ADC）以數字形式進入和存儲在分析器各自的通道。幅度相同的脈沖進入同一通道，并加以記錄。
2.2.6數據處理：主要包括X熒光能譜譜線的成形、譜線中各元素的特征譜峰識別、譜線的能量刻度、目標元素對應峰面積的計算、譜線漂移實時穩譜、建立數據庫、分析樣品、含量計算及報告打印等功能。

3.關鍵技術

3.3.1多道分析器實現多種輸出模式：多道分析器的脈沖信號經過ADC采集后通常采用一路方式進行處理，直接輸出譜數據，容易造成信號堆積和彈道虧損，使儀器分辨率和脈沖通過率降低。該分析器的核脈沖經過高速ADC采集后分三路進行處理，一路直接送FPGA控制單元，輸出原始脈沖；一路經過脈沖成形后輸出成形脈沖；另一路是經過脈沖成形與幅值分析后，輸出譜數據。可以對原始脈沖信號與成型波形的觀測，實時改變數字成形參數，避免信號堆積、彈道虧損對測量的影響，使儀器分辨率和脈沖通過率大幅提高。
3.3.2脈沖信號實現數字化成形：數字脈沖成形是核儀器數字化的關鍵技術，已成為到近年來核信號處理活躍的研發領域。目前，核儀器半導體探測器和電荷靈敏前置放大器輸出的電壓脈沖信號，已不能滿足飛速發展的后續信號處理模塊在信噪比和能量分辨率等方面的要求。并且，基于分立元件設計的S-K濾波器，在噪聲抑制信號堆積、譜峰漂移和工作穩定性等方面存在諸多不足。此外，真正的高斯脈沖成形具有反因果部分，模擬系統很難實現脈沖成形。采用數字化成形技術將電壓脈沖信號數字化處理后，可以克服上述諸多不足，而且提高整個測量系統的綜合性能，同時也增強了系統的維護性和通用性。
3.3.3多道分析器實現脈沖幅值與寬度同時甄別：多道分析器對脈沖信號進行形狀的甄別是必須的。傳統的多道分析器只能做脈沖形狀的幅度甄別，無法實現脈沖形狀的寬度甄別。脈沖幅度甄別雖然解決了核測量的基本問題，但由于無法解決漏記、測量死時間以及干擾等問題，工作效率較低。采用具有脈沖幅值與寬度同時甄別技術，消除了譜線干擾峰，提高了脈沖有效計數，提高了工作效率，可以保障測量結果的準確性。

4.技術參數

※ 儀器供電AC220V；
※ 分析元素范圍：K-U；
※ 元素含量范圍：0.2-10000mg/L；
※ 采用美國進口的SDD電致冷半導體探測器計數，配合專門的數字脈沖處理技術，能量分辨率優于130eV(@5.9Kev，成形時間2μs)；
※ 能量范圍：1－40KeV；
※ 重復性：>65% >97%(N為計數率)；
※ 光管高壓：10kV-50kV；
※ 光管電流：0-5mA；
※ 光管額定功率：250W；
※ 整機能量分辨率：130eV(@5.9Kev，成形時間2μs)；
※ 檢測時間：120S～500S（時間隨樣品而調整）；
※ 測量物質狀態：液體；
※ 校正方式：采用標樣校準儀器；
※ 性能穩定，運行可靠，性價比高，操作簡單；
※ 檢測下限低于10-3g/L；
※ 通過軟件控制高壓電源，軟件設置 X光管電壓電流，可進行過壓、過流保護，X光管溫度監測，測量空閑時間高壓電源保護以增加光管壽命；
※ 檢出限：U：0.25μg/mL，Np：0.3μg/mL，Pu：0.3μg/mL
精密度：濃度：10μg/mL的U、Np、Pu測量RSD<5%
濃度測量范圍：2~10000.25μg/mL

5測量譜圖

6產品配置清單

1.主控制器1臺；
2.光管1只；
3.探測器1只；
4.主機支架1臺；
5.高壓發生器1臺；
6.水冷機1臺；
7.樣品托1個；
8.穩壓電源1臺；
9.電腦1套；
10.電腦桌1張；
11.通訊盒1個；
12.軟件1套。