Die Bayes'sche Inferenz verkürzt die Zeit der Röntgenfluoreszenzanalyse massiv

06. Januar 2023 (Nanowerk-Neuigkeiten) Wie können die Bestandteile eines unbekannten Materials, wie eines Meteoriten, bestimmt werden? Die Röntgenfluoreszenzanalyse kann verwendet werden, um eine Fülle von Elementen zu identifizieren, indem Proben mit Röntgenstrahlen bestrahlt und das von ihnen emittierte Spektrum analysiert werden, und es können viele Elemente gleichzeitig nachgewiesen werden. Aus diesem Grund wurde die Röntgenfluoreszenzanalyse verwendet, um toxische Schwermetallgehalte im Boden nachzuweisen. Gegenwärtige Methoden der Röntgenfluoreszenzanalyse benötigen etwa 10 Minuten, um Elemente genau zu identifizieren, daher sind neue Methoden erwünscht, die große Mengen messen oder schnell mehrere Messungen unbekannter Materialien durchführen können. Eine gemeinsame Forschungsgruppe mit Dr. Tsugufumi Matsuyama, Professor Kouichi Tsuji und Masanori Nakae, einem Masterstudenten im zweiten Jahr an der Osaka Metropolitan University Graduate School of Engineering, und Forschern der Japan Atomic Energy Agency hat eine neue Methode entwickelt Anwenden der Bayes'schen Schätzung auf die Röntgenfluoreszenzanalyse (Spectrochimica Acta Teil B: Atomspektroskopie, „Spektrumvorhersage in der Röntgenfluoreszenzanalyse mittels Bayes'scher Schätzung“). Röntgenfluoreszenzspektren bei 1, 3, 5 und 3600 Sekunden. Die linke Grafik zeigt Messungen ohne Bayes'sche Schätzung, während die rechte Grafik Messungen mit Bayes'scher Schätzung zeigt, die dazu neigt, auch bei kürzeren Messzeiten genaue Werte abzuleiten. (Bild: Osaka Metropolitan University) Der Gruppe gelang es, die Messzeit eines Röntgenfluoreszenzspektrums pro Messpunkt von 7 Sekunden auf 3 Sekunden zu verkürzen – und damit die benötigte Zeit um 4 Sekunden zu reduzieren, um Analyseergebnisse zu erhalten, die sich nicht wesentlich von unterscheiden die Spektren, die durch einstündiges Messen einer Glasstandardprobe erhalten wurden. Wenn Sie beispielsweise eine Elementverteilung erstellen, können je nach Probe bis zu 10,000 Messungen auf einer kleinen Fläche durchgeführt werden. Wenn Sie also die Messzeit pro Punkt um 4 Sekunden reduzieren, kann die Gesamtmesszeit beim Erstellen einer Elementverteilung um 40,000 Sekunden – also etwa 11 Stunden – reduziert werden. Dr. Matsuyama erklärte: „Wir haben erfolgreich analytische Chemie und Informatik integriert, indem wir die angewandte Bayes'sche Inferenz in die Röntgenfluoreszenzanalyse einsetzten. Weitere Studien sind erforderlich, um festzustellen, ob es möglich ist, diese Methode zum Nachweis von Spurenmengen von Elementen zu verwenden. Wenn wir eine schnelle Elementaranalyse auf zerstörungsfreie Weise durchführen können, ohne die Probe berühren zu müssen, könnte diese Technik in vielen Bereichen beliebt sein, z. B. bei der Analyse von Industrieprodukten oder Abfallmaterialien, die auf Förderbändern transportiert werden, und bei der Überwachung laufender chemischer Reaktionen. ”

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• Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62101.php