Рентгенофлуоресцентен (XRF) анализ

Рентгеновата флуоресценция (XRF ) е аналитична техника, която използва взаимодействието на рентгенови лъчи с материал, за да определи неговия елементен състав. Тази техника е подходяща за твърди вещества, течности и прахообразни вещества и в повечето случаи е неразрушителна. XRF спектроскопията е ефективен метод за качествен и количествен анализ на състава на материалите.

Съществуват две основни методологии за рентгенова флуоресценция (XRF): енергийно-дисперсионна XRF и XRF с дисперсия на дължината на вълната. Всеки метод има своите предимства и недостатъци.

Обхватът на откриваемите елементи варира в зависимост от конфигурацията и настройката на инструмента, но обикновено енергийно-дисперсионният рентгенофлуоресцентен анализ (XRF) обхваща всички елементи от натрий до уран, докато дисперсионният по дължина на вълната може да разшири това до берилий. Концентрациите могат да варират от 100 процента до ppm, а в някои случаи и до нива под ppm. Границите на откриване зависят от конкретния елемент и матрицата на пробата, но като общо правило, по-тежките елементи имат по-добри граници на откриване.

Рентгеновата флуоресценция се използва широко като инструмент за бързо характеризиране в много аналитични лаборатории по света в приложения, толкова разнообразни, колкото металургията, криминалистиката, полимерите, електрониката, археологията, анализа на околната среда, геологията и минното дело.

Рентгеновите лъчи са част от електромагнитния спектър и се характеризират с енергии, които се намират между гама и ултравиолетово лъчение. Дължините на вълните обикновено са в диапазона от 0,01 до 10 nm.

Когато рентгеновите лъчи се насочват към вещество, част от тях преминават през веществото, а други се абсорбират от него. Абсорбираните рентгенови лъчи взаимодействат на атомно ниво в материята, причинявайки различни явления като разсейване и излъчване на фотони, електрони и флуоресцентни рентгенови лъчи.

Рентгеновата флуоресценция (XRF) може да се разглежда като прост триетапен процес, който протича на атомно ниво:

• Първичните рентгенови лъчи избиват електрон от една от орбиталите, обграждащи ядрото на атома на дадено вещество.
• В орбиталата се създава дупка, което води до високоенергийна, нестабилна конфигурация за атома.
• За да възстанови баланса, електрон от външната орбитала с по-висока енергия пада в дупката. Тъй като това е място с по-ниска енергия, излишната енергия се излъчва под формата на флуоресцентни рентгенови лъчи.

Енергийната разлика между изхвърлените и изместените електрони е характерна за атома на елемента, в който протича процесът на флуоресценция. Следователно, енергията на излъченото флуоресцентно рентгеново лъчение зависи пряко от конкретния анализиран елемент. Именно това фундаментално свойство прави рентгенофлуоресцентната техника толкова бърз аналитичен инструмент за определяне на елементния състав.

Рентгенофлуоресцентният (XRF) спектрометър, използван в анализа, е рентгенов инструмент, използван за рутинни химични анализи, извършвани върху седименти, скали, минерали и течности. XRF инструментите обикновено се използват за обемен анализ на по-големи площи от минерали и материали.

Техниката, използвана от XRF спектрометрите, е възможна поради поведението на атомите, когато взаимодействат с радиация. Ако материалът е възбуден от високоенергийно лъчение с къса дължина на вълната, той може да се йонизира. Ако енергията е достатъчно висока, тя има способността да измести здраво задържан вътрешен електрон. След това атомът става нестабилен, което кара външен електрон да заеме мястото на липсващия вътрешен електрон, освобождавайки енергия.

Рентгенофлуоресцентният спектрометър се състои от два основни компонента:

• Рентгенов изход
• Детектор, достатъчно чувствителен, за да открива флуоресцентни рентгенови лъчи от падаща светлина.

След това решетката излъчва рентгенови или гама-лъчи в пробата, възбуждайки електрони в нея. Вътрешните атоми се изместват, а атомите, които ги заместват, се спускат от орбиталните обвивки по-горе. Това намалява енергията на свързване и освобождаването на енергия е известно като флуоресценция.

Предимството на използването на XRF анализатори, като спектрометри, е, че те записват този енергиен изблик в реално време. Съществуват много техники за подготовка на проби за анализ с XRF спектрометър, включително:

Накратко, рентгеновата флуоресценция (XR) е неразрушителен аналитичен метод, използван за определяне на елементния състав на материалите. XRF анализаторите определят химичния състав на пробата чрез измерване на флуоресценцията или вторичните рентгенови лъчи, излъчвани от пробата, когато са възбудени от първичен рентгенов източник.

Тази техника се използва широко като инструмент за бързо характеризиране в много аналитични лаборатории по целия свят в приложения, толкова разнообразни, колкото металургията, криминалистиката, полимерите, електрониката, археологията, анализа на околната среда, геологията и минното дело.

Нашата организация разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в областта на науката и технологиите в света и непрекъснато се усъвършенства. Сред многобройните изследвания, измервания, анализи и оценки, предоставяни на бизнеса в различни сектори, има и услуги за „рентгенофлуоресцентен (XRF) анализ“.