Untersuchung der Sammelzeit für Aerosolproben direkt auf Quarzreflektoren für die Messung mit Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse

Abstract

Mit dem Low Power TXRF Spektrometer sollen direkt auf Quarzreflektoren gesammelte Aerosolpartikel untersucht werden. Dazu wird ein Teil des Spektrometers neu konstruiert, um die geforderte Zuverlässigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Die Low Power Röntgenröhre hat eine Molybdän-Anode und wird mit 50 W bei 50 kV und 1 mA betrieben. Zur Strahloptimierung wird ein Mo-Si Multilayer Monochromator verwendet. Zur Messung steht ein KETEK SDD Detektor mit einer aktiven Fläche von 80 mm2 zur Verfügung. Die Aerosolproben werden mit einem DEKATI PM10 Impaktor hergestellt. Dieser Impaktor sammelt größenfraktioniert in drei Stufen mit den cut-o-Durchmessern 10 µm, 2,5 µm und 1 µm. Gesammelt wird direkt auf Quarzreflektoren, die ohne weitere Be- handlung gemessen werden können. Der Vorteil dabei ist, dass man mögliche Kontaminationsrisiken vermeidet. Außerdem können auch nur in geringer Konzentration vorkommende Elemente nachgewiesen werden, die bei einer Behandlung beispielsweise zu stark verdünnt und nicht mehr nachweisbar sein könnten. Zusätzlich bringt direktes Sammeln eine große Zeitersparnis. Ziel der Arbeit ist es, die Abhängigkeit der Messwerte von der Sammeldauer zu untersuchen. Bei kurzer Sammelzeit hat man eine hohe Zeitauflösung. Das kann man dazu verwenden, die Quellen der Aerosolpartikel zu bestimmen. Weiterhin soll festgestellt werden, ob und wie sich die Sammele.

Aerosol particles directly collected on quartz carriers are to be analysed with the Low Power TXRF spectrometer. A part of this spectrometer is reconstructed to ensure the required reliability and stability. The low power x-ray tube has a molybdenum anode and is operated with 50 W at 50 kV and 1 mA. A Mo-Si multilayer monochromator is used for beam optimisation. For measuring a KETEK SDD detector with an active area of 50 mm 2 is used. The aerosol samples are created with a DEKATI PM10 impactor. This impacter collects size-fractionated and has three stages with cut-o-diameters 10 µm, 2,5 µm und 1 µm. Direct collection on quartz carriers is employed, which can be measured without any further treatment. The advantage of this method is that possible contamination risk are avoided. Elements that are only present in trace amount can be measured which could otherwise be lost to dilution. In addition this methods saves a lot of time. The goal of this thesis is the investigation of the collection time influence on the measured values. At short collection times the time resolution is high. This can be used to identify aerosol particle sources. Furthermore, possible changes in the collecting.