La fluorescencia de rayos X de energía dispersiva, más conocida por sus siglas en inglés –XRF–, es una técnica rápida y no destructiva que permite medir la composición elemental de materiales. Pero ¿cómo funciona?
En este artículo se evidenciará la ciencia detrás de la tecnología XRF y su funcionamiento en los analizadores portátiles.
La ciencia detrás de la tecnología XRF de energía dispersiva
Los rayos X forman la base de técnicas de medición reveladoras. La fluorescencia de rayos X de energía dispersiva identifica metales y elementos en un objeto/una pieza mediante la detección de su actividad energética XRF que los caracteriza.
A continuación, se ofrece una explicación detallada del proceso:
Básicamente, todos los elementos se dotan de un número fijo de electrones en los orbitales atómicos alrededor de sus núcleos. Cuando los fotones, provenientes del tubo de rayos X, entran en contacto con el objeto o pieza de interés dotados de suficiente energía para expulsar los electrones fuera de los orbitales más internos del los elementos, los átomos devienen inestables.
Para recuperar estabilidad, los electrones de los orbitales externos se desplazan hacia los espacios recientemente liberados en los orbitales internos. A medida que un electrón transita de un orbital externo a uno interno, este emite energía fotónica, conocida como fluorescencia de rayos X. La liberación de esta energía se ilustra en la imagen a continuación.
Esta energía se determina por diferentes energías entre los orbitales iniciales y finales de las transiciones de los electrones del objeto/pieza.
La cantidad de elementos presente en un objeto/una pieza se determina por la intensidad de la señal detectada en su actividad energética. Por ejemplo, si hay plomo (Pb) en un objeto, se detectará una señal XRF en 10,55 y 12, 61 keV; y, su cantidad podrá determinarse al trazar un gráfico comparativo de energía (E) versus intensidad (I).
¿Cómo funciona la tecnología XRF en la configuración portátil?
Ahora bien, después de haber entendido la ciencia detrás de la tecnología XRF, puede que se pregunte cómo funciona ésta en los analizadores XRF portátiles, como aquellos de nuestras reconocidas series Vanta™.
El proceso XRF en modo portátil puede dividirse en cuatro simples pasos:
1. Emisión
En primer lugar, el analizador emite rayos X.
2. Excitación
Los rayos X entran en contacto con la muestra, lo que genera una emisión de haces de fluorescencia que retornan hacia el analizador.
3. Medición
El detector mide el espectro de energía. Este brinda la información sobre los elementos presentes y la cantidad de cada uno de ellos. Es importante saber que la tecnología XRF de Olympus no sirve para medir cada elemento de la tabla periódica. Por lo general, nuestros analizadores pueden medir desde el fósforo hasta el plutonio (P-Pu) en la tabla periódica de elementos.
4. Resultados
La Axon Technology™ de Olympus procesa el espectro de energía y proyecta la composición elemental de la muestra. En el caso de los metales, se busca la correspondencia de la composición con un grado particular.
¿Cómo pueden usarse estos resultados XRF?
Los analizadores XRF llevan a cabo correspondencias complejas; de esta manera, el operador puede obtener resultados de forma más rápida y precisa dónde y cuándo se necesiten. Es posible usar estos rápidos análisis de elementos y los resultados de identificación de las aleaciones para una gran variedad de fines. Entre las aplicaciones XRF comunes se encuentran:
- Verificación de materiales
- Reciclaje de chatarra
- Minerales y geoquímica
- Evaluación medioambiental
- Educación
- Control de conformidad para las exigencias reglamentarias y de seguridad
- Análisis de metales preciosos
Para aprender más acerca de la tecnología XRF, consulte las siguientes «Preguntas frecuentes (FAQ) relacionadas con la fluorescencia de rayos X (XRF)».
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