Actinide Elements for Fast Monte-Carlo Calculation

[Probeman]

I decided to start calculating some binary alpha factors for the actinide series elements, but then I realized I know nothing about these materials. If someone could chime in with some suggestions for the most relevant element pairs for their own work, I would be pleased to start the fast Monte-Carlo calculations with those elements in mind...

[John Donovan]

I've pre-calculated k-ratios for fast alpha factor based Monte-Carlo matrix corrections for many actinide elements.  See here for the current list of binaries:

http://probesoftware.com/download/Calculated%20Matrix%20Binaries.txt

john

[Probeman]

The latest Probe for EPMA (and CalcZAF) v. 12.1.5 contains an updated matrix.mdb for fast Monte Carlo matrix corrections. This latest update contains 407K binary k-ratios and now includes all the actinide and associated elements that Mike Matthews requested some time ago:

AlAmCFeGaNiOUPu
UPuNpAmCOZrMoNd

This update also includes binary k-ratios for all emitting lines in all matrices for F also.  My MC servers are grinding their way through Ne binaries right now...

[Mike Matthews]

Awesome. Thanks John.

[Probeman]

Awesome. Thanks John.

Interesting to see how much difference it makes with your materials.   When I compare the matrix corrections for an alloy steel, I see the largest change in the high Z Mo La and W Ma line results.  For example here is the steel alloy in the CalcZAF CalcZAF.dat file using the Armstrong-Reed default:

ELEMENT   K-RAW K-VALUE ELEMWT% OXIDWT% ATOMIC% FORMULA KILOVOL                                       
   Fe ka  .07968  .07968   7.284   -----   8.274    .662   15.00                                       
   Ni ka  .51712  .51712  50.679   -----  54.762   4.381   15.00                                       
   Cr ka  .17236  .17215  16.379   -----  19.984   1.599   15.00                                       
   Mo la  .13586  .13464  16.503   -----  10.912    .873   15.00                                       
   W  ma  .02700  .02695   3.854   -----   1.330    .106   15.00                                       
   Co                      1.500   -----   1.615    .129
   Si                       .850   -----   1.920    .154
   Mn                       .640   -----    .739    .059
   V                        .220   -----    .274    .022
   Cu                       .190   -----    .190    .015
   TOTAL:                 98.098   ----- 100.000   8.000

With the fast Penepma Monte Carlo k-ratios fitted to alpha factors, we get this:

ELEMENT    fe ka   ni ka   cr ka   mo la    w ma     co      si      mn       v      cu    Total
UNK KRAT   .0797   .5171   .1721   .1345   .0269
UNK WT%    7.536  50.917  16.353  17.062   4.263   1.500    .850    .640    .220    .190  99.532
UNK AT%    8.474  54.462  19.750  11.168   1.456   1.598   1.901    .732    .271    .188 100.000
UNK BETA   .9459   .9846   .9500  1.2685  1.5848
ALPITER   5.0000

[Probeman]

That said, it is worth seeing the range of compositions for all the analytical expressions in CalcZAF:

Elemental Weight Percents:
ELEM:       Fe      Ni      Cr      Mo       W      Co      Si      Mn       V      Cu   TOTAL
     1   7.284  50.679  16.379  16.503   3.854   1.500    .850    .640    .220    .190  98.098   Armstrong/Love Scott (default)
     2   7.239  50.521  16.158  17.530   4.566   1.500    .850    .640    .220    .190  99.413   Conventional Philibert/Duncumb-Reed
     3   7.331  50.805  16.513  16.796   4.179   1.500    .850    .640    .220    .190  99.025   Heinrich/Duncumb-Reed
     4   7.254  50.503  16.308  16.517   3.986   1.500    .850    .640    .220    .190  97.967   Love-Scott I
     5   7.284  50.663  16.367  16.603   4.112   1.500    .850    .640    .220    .190  98.428   Love-Scott II
     6   7.223  50.469  16.071  17.505   4.478   1.500    .850    .640    .220    .190  99.146   Packwood Phi(pz) (EPQ-91)
     7   7.249  52.233  16.025  16.611   3.968   1.500    .850    .640    .220    .190  99.486   Bastin (original) Phi(pz)
     8   7.260  50.555  16.276  17.136   4.224   1.500    .850    .640    .220    .190  98.851   Bastin PROZA Phi(pz) (EPQ-91)
     9   7.267  50.634  16.281  16.988   4.110   1.500    .850    .640    .220    .190  98.679   Pouchou and Pichoir-Full (Original)
    10   7.285  50.728  16.317  17.026   4.159   1.500    .850    .640    .220    .190  98.915   Pouchou and Pichoir-Simplified (XPP)

AVER:    7.268  50.779  16.270  16.922   4.164   1.500    .850    .640    .220    .190  98.801
SDEV:     .030    .522    .148    .384    .220    .000    .000    .000    .000    .000    .513
SERR:     .010    .165    .047    .121    .070    .000    .000    .000    .000    .000

MIN:     7.223  50.469  16.025  16.503   3.854   1.500    .850    .640    .220    .190  97.967
MAX:     7.331  52.233  16.513  17.530   4.566   1.500    .850    .640    .220    .190  99.486

So the Penepma generated fast Monte Carlo results are well within the range of analytical expressions we already have- which is interersting...

[Probeman]

Maybe a more apt comparison would be to compare all the analytical expressions in CalcZAF, but this time, fit to alpha factors as seen here (since that is how we obtain fast matrix corrections from Penepma):

Summary of All Calculated (averaged) Matrix Corrections:
NIST SRM C2402 (Hastelloy C) (test beta fluorescence)
LINEMU   Henke (LBL, 1985) < 10KeV / CITZMU > 10KeV

Elemental Weight Percents:
ELEM:       Fe      Ni      Cr      Mo       W      Co      Si      Mn       V      Cu   TOTAL
     1   7.300  50.742  16.232  16.524   3.806   1.500    .850    .640    .220    .190  98.004   Armstrong/Love Scott (default)
     2   7.211  50.412  15.904  17.345   4.518   1.500    .850    .640    .220    .190  98.790   Conventional Philibert/Duncumb-Reed
     3   7.316  50.705  16.291  16.664   4.145   1.500    .850    .640    .220    .190  98.522   Heinrich/Duncumb-Reed
     4   7.267  50.583  16.145  16.450   3.886   1.500    .850    .640    .220    .190  97.730   Love-Scott I
     5   7.297  50.736  16.201  16.512   4.013   1.500    .850    .640    .220    .190  98.159   Love-Scott II
     6   7.236  50.578  15.925  17.478   4.371   1.500    .850    .640    .220    .190  98.988   Packwood Phi(pz) (EPQ-91)
     7   7.249  52.029  15.819  16.623   3.984   1.500    .850    .640    .220    .190  99.104   Bastin (original) Phi(pz)
     8   7.260  50.583  16.079  17.049   4.188   1.500    .850    .640    .220    .190  98.559   Bastin PROZA Phi(pz) (EPQ-91)
     9   7.270  50.670  16.092  16.937   4.057   1.500    .850    .640    .220    .190  98.426   Pouchou and Pichoir-Full (Original)
    10   7.290  50.767  16.131  16.953   4.083   1.500    .850    .640    .220    .190  98.625   Pouchou and Pichoir-Simplified (XPP)

AVER:    7.269  50.781  16.082  16.853   4.105   1.500    .850    .640    .220    .190  98.491
SDEV:     .032    .452    .154    .360    .214    .000    .000    .000    .000    .000    .430
SERR:     .010    .143    .049    .114    .068    .000    .000    .000    .000    .000

MIN:     7.211  50.412  15.819  16.450   3.806   1.500    .850    .640    .220    .190  97.730
MAX:     7.316  52.029  16.291  17.478   4.518   1.500    .850    .640    .220    .190  99.104

Very similar results to the normal analytical expressions at least, but it's interesting that the best total (99.532) is from the Penepma fast Monte Carlo method...