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X射線熒光光譜儀的物理原理介紹
  • 更新日期:2021-05-30      瀏覽次數:1073
    • X射線熒光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer,簡稱:XRF光譜儀),是一種快速的、非破壞式的物質測量方法。
      X射線熒光的物理原理
      當材料暴露在短波長X光檢查,或伽馬射線,其組成原子可能發生電離,如果原子是暴露于輻射與能源大于它的電離勢,足以驅逐內層軌道的電子,然而這使原子的電子結構不穩定,在外軌道的電子會“回補”進入低軌道,以填補遺留下來的洞。在“回補”的過程會釋出多余的能源,光子能量是相等兩個軌道的能量差異的。因此,物質放射出的輻射,這是原子的能量特性。
      XRF用X光或其他激發源照射待分析樣品,樣品中的元素之內層電子被擊出后,造成核外電子的躍遷,在被激發的電子返回基態的時候,會放射出特征X光;不同的元素會放射出各自的特征X光,具有不同的能量或波長特性。檢測器(Detector)接受這些X光,儀器軟件系統將其轉為對應的信號。這一現象廣泛用于元素分析和化學分析,特別是在研究金屬,玻璃,陶瓷和建筑材料,以及在地球化學研究、法醫學、電子產品進料品管(EURoHS)和考古學等領域,在某種程度上與原子吸收光譜儀互補,減少工廠附設的品管實驗室之分析人力投入。
      X熒光光譜儀(XRF)由激發源(X射線管)和探測系統構成。X射線管產生入射X射線(一次X射線),激發被測樣品。受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然后,儀器軟件將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。
      近年來,X熒光光譜分析在各行業應用范圍不斷拓展,已成為一種廣泛應用于冶金、地質、有色、建材、商檢、環保、衛生等各個領域,特別是在RoHS檢測領域應用得多也廣泛。   
      大多數分析元素均可用其進行分析,可分析固體、粉末、熔珠、液體等樣品,分析范圍為Be到U。并且具有分析速度快、測量范圍寬、干擾小的特點。
      透射測定
      光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來測定。在可見和近紫外實現這些測量沒有任何困難。測量通過第一個單色儀的光通量,緊接著測量通過兩個單色儀的光通量,以這種方式來確定第二個單色儀的透射率。
       絕對測量需要知道單色儀的絕對透射率:對于相對測量,以各種波長處的相對單位可以測量透射率。真空紫外線的這些測量有相當大的實驗困難,因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況下分別測量衍射光柵的效率。在許多實驗步驟中已成功地避免了校準上的困難。