Fluorescencja rentgenowska z dyspersją energii (EDXRF), potocznie nazywana metodą XRF, to szybka, nieniszcząca metoda pomiaru składu pierwiastkowego materiału. Pozostaje jednak pytanie: na czym ona polega?
W tym wpisie omówimy podstawy naukowe, na których opiera się metoda XRF, oraz sposób jej działania w ręcznych analizatorach.
Podstawy naukowe, na których opiera się metoda XRF z dyspersją energii
Energia promieniowania rentgenowskiego stanowi podstawę dla wnikliwych technik pomiarowych. Fluorescencja rentgenowska z dyspersją energii identyfikuje metale i pierwiastki w badanym obiekcie, wykrywając charakterystyczne dla nich energie emisji XRF.
Poniżej szczegółowo objaśniono ten proces:
Wszystkie pierwiastki mają ustaloną liczbę elektronów ulokowanych na powłokach atomowych wokół jądra. Kiedy fotony z lampy rentgenowskiej uderzają w badany obiekt z energią wystarczającą do wybicia elektronów z najniżej położonych powłok, atomy stają się niestabilne.
Aby przywrócić stabilność atomu, elektrony z powłok zewnętrznych przeskakują na nowo powstałe puste miejsca na powłokach wewnętrznych. Podczas przeskakiwania elektronu z powłoki zewnętrznej na powłokę wewnętrzną emituje on energię fotonową znaną jako fluorescencja rentgenowska. Na poniższym rysunku przedstawiono emisję energii.
Wartość tej energii jest definiowana przez różnicę energii pomiędzy początkową powłoką, na której znajdował się elektron, a końcową powłoką, na którą przeskakuje elektron.
Ilość pierwiastka obecnego w badanym obiekcie zależy od natężenia sygnału wykrytego przy charakterystycznej dla niego wartości energii. Na przykład, jeśli badany obiekt zawiera ołów (Pb), sygnał XRF zostanie wykryty przy wartościach 10,55 i 12,61 keV, a jego ilość można określić poprzez wykreślenie wartości energii (E) względem wartości natężenia (I).
Sposób działania ręcznego analizatora XRF
Po zapoznaniu się z podstawami naukowymi, na których opiera się metoda XRF, nasuwa się pytanie — w jaki sposób ta technologia wykorzystywana jest w ręcznych analizatorach XRF, takich jak analizatory z naszej popularnej serii Vanta™.
Proces, który przebiega w ręcznym analizatorze XRF, można podzielić na cztery proste etapy:
1. Emisja
Najpierw analizator emituje promieniowanie rentgenowskie.
2. Wzbudzenie
Promienie rentgenowskie uderzają w próbkę, odbijają się i trafiają z powrotem do analizatora.
3. Pomiar
Detektor mierzy widmo energetyczne. Na podstawie tych pomiarów identyfikuje, które pierwiastki są obecne w próbce, i określa ich ilości. Należy pamiętać o tym, że analizator XRF firmy Olympus nie może być używany do pomiaru każdego pierwiastka z układu okresowego. Ogólnie rzecz biorąc, nasze analizatory mogą dokonywać pomiarów pierwiastków od fosforu do plutonu (P–Pu).
4. Wyniki
Technologia Axon Technology™ firmy Olympus przetwarza widmo energetyczne i wyświetla skład pierwiastkowy próbki. W przypadku metali skład dopasowywany jest do konkretnego gatunku metalu.
Do czego można wykorzystać wyniki otrzymane metodą XRF?
Analizatory XRF wykonują skomplikowane obliczenia matematyczne, dzięki czemu można skupić się na uzyskaniu szybkich, dokładnych wyników w odpowiednim czasie i miejscu. Wyniki szybkiej analizy pierwiastkowej i identyfikacji stopów można wykorzystać do wielu różnych celów. Wyniki uzyskane metodą XRF są powszechnie używane do następujących zastosowań:
- weryfikacja składu metali;
- recykling złomu;
- górnictwo i geochemia;
- oceny środowiskowe;
- edukacja;
- wykonywanie badań przesiewowych w celu zapewnienia zgodności z normami i bezpieczeństwa;
- analiza metali szlachetnych.
Aby dowiedzieć się więcej o technologii XRF, sprawdź wpis Często zadawane pytania (FAQ) dotyczące fluorescencji rentgenowskiej.
Powiązane treści
Często zadawane pytania (FAQ) dotyczące fluorescencji rentgenowskiej
Ikonografika: ręczne analizatory XRF Vanta
Przenośny analizator XRF: krótkie omówienie najlepszych praktyk
Warto nawiązać kontakt
