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x射线荧光光谱仪

2019-06-13 14:29:20

x射线荧光光谱仪


X射线荧光光谱仪(X-ray Fluorescence Spectrometer,简称:XRF光谱仪),是一种快速的、非破坏式的物质测量方法。X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)是用高能量X射线或伽玛射线轰击材料时激发出的次级X射线。这种现象被广泛用于元素分析和化学分析,特别是在金属,玻璃,陶瓷和建材的调查和研究,地球化学,法医学,考古学和艺术品,例如油画和壁画。

 
使用型态
XRF用X光或其他激发源照射待分析样品,样品中的元素之内层电子被击出后,造成核外电子的跃迁,在被激发的电子返回基态的时候,会放射出特征X光;不同的元素会放射出各自的特征X光,具有不同的能量或波长特性。检测器(Detector)接受这些X光,仪器软件系统将其转为对应的信号。这一现象广泛用于元素分析和化学分析,特别是在研究金属,玻璃,陶瓷和建筑材料,以及在地球化学研究、法医学、电子产品进料品管(EURoHS)和考古学等领域,在某种程度上与原子吸收光谱仪互补,减少工厂附设的品管实验室之分析人力投入。
 
X射线荧光的物理原理
当材料暴露在短波长X光检查,或伽马射线,其组成原子可能发生电离,如果原子是暴露于辐射与能源大于它的电离势,足以驱逐内层轨道的电子,然而这使原子的电子结构不稳定,在外轨道的电子会“回补”进入低轨道,以填补遗留下来的洞。在“回补”的过程会释出多余的能源,光子能量是相等两个轨道的能量差异的。因此,物质放射出的辐射,这是原子的能量特性。
 
X射线荧光光谱法在化学分析
主要使用X射线束激发荧光辐射,第一次是在1928年由格洛克尔和施雷伯提出的。到了现在,该方法作为非破坏性分析技术,并作为过程控制的工具,广泛应用于采掘和加工工业。原则上,最轻的元素,可分析出铍(z=4),但由于仪器的局限性和轻元素的低X射线产量,往往难以量化,所以针对能量分散式的X射线荧光光谱仪,可以分析从轻元素的钠(z=11)到铀,而波长分散式则为从轻元素的硼到铀。

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