آنالیز فلورسانس اشعه ایکس (XRF)

آنالیز فلورسانس اشعه ایکس (XRF)

فلورسانس اشعه ایکس (XRF ) یک تکنیک تحلیلی است که از برهمکنش اشعه ایکس با یک ماده برای تعیین ترکیب عنصری آن استفاده می‌کند. این تکنیک برای جامدات، مایعات و پودرها مناسب است و در بیشتر موارد غیر مخرب است. طیف‌سنجی XRF روشی مؤثر برای تجزیه و تحلیل کیفی و کمی ترکیب مواد است.

آنالیز فلورسانس اشعه ایکس (XRF)

اساساً دو روش اصلی XRF وجود دارد: XRF با پراکندگی انرژی و XRF با پراکندگی طول موج. هر روش مزایا و معایب خاص خود را دارد.

طیف عناصر قابل تشخیص بسته به پیکربندی و تنظیمات دستگاه متفاوت است، اما معمولاً XRF با پراکندگی انرژی همه عناصر را از سدیم تا اورانیوم پوشش می‌دهد، در حالی که پراکندگی طول موج می‌تواند این را تا بریلیم گسترش دهد. غلظت‌ها می‌توانند از ۱۰۰ درصد تا ppm و در برخی موارد، سطوح زیر ppm متغیر باشند. محدودیت‌های تشخیص به عنصر خاص و ماتریس نمونه بستگی دارد، اما به عنوان یک قاعده کلی، عناصر سنگین‌تر محدودیت‌های تشخیص بهتری دارند.

فلورسانس اشعه ایکس به عنوان یک ابزار سریع برای توصیف خصوصیات، به طور گسترده در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحلیلی در سراسر جهان در کاربردهای متنوعی مانند متالورژی، پزشکی قانونی، پلیمر، الکترونیک، باستان‌شناسی، تجزیه و تحلیل محیطی، زمین‌شناسی و معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اشعه ایکس بخشی از طیف الکترومغناطیسی است و با انرژی‌هایی که بین اشعه گاما و اشعه ماوراء بنفش قرار دارند، مشخص می‌شود. طول موج‌ها عموماً در محدوده 0,01 تا 10 نانومتر هستند.

وقتی پرتوهای ایکس به یک ماده تابانده می‌شوند، مقداری از آنها از ماده عبور می‌کنند و مقداری دیگر توسط ماده جذب می‌شوند. پرتوهای ایکس جذب‌شده در سطح اتمی درون ماده برهمکنش می‌کنند و باعث پدیده‌های مختلفی مانند پراکندگی و انتشار فوتون‌ها، الکترون‌ها و پرتوهای ایکس فلورسنت می‌شوند.

فلورسانس اشعه ایکس (XRF) را می‌توان به عنوان یک فرآیند سه مرحله‌ای ساده که در سطح اتمی رخ می‌دهد، در نظر گرفت:

  • پرتوهای ایکس اولیه، الکترون را از یکی از اوربیتال‌های اطراف هسته اتم یک ماده بیرون می‌اندازند.
  • یک حفره در اوربیتال ایجاد می‌شود که منجر به پیکربندی ناپایدار و پرانرژی برای اتم می‌شود.
  • برای بازگرداندن تعادل، یک الکترون از اوربیتال بیرونی با انرژی بالاتر به درون حفره می‌افتد. از آنجایی که این مکان انرژی کمتری دارد، انرژی اضافی به شکل اشعه ایکس فلورسنت ساطع می‌شود.

اختلاف انرژی بین الکترون‌های خارج شده و جابجا شده، مشخصه اتم عنصری است که فرآیند فلورسانس در آن رخ می‌دهد. بنابراین، انرژی پرتو ایکس فلورسنت ساطع شده مستقیماً به عنصر خاص مورد تجزیه و تحلیل بستگی دارد. این ویژگی بنیادی است که تکنیک فلورسانس اشعه ایکس را به ابزاری سریع برای تجزیه و تحلیل ترکیب عناصر تبدیل می‌کند.

طیف‌سنج فلورسانس اشعه ایکس (XRF) مورد استفاده در این آنالیز، یک ابزار اشعه ایکس است که برای آنالیزهای شیمیایی معمول روی رسوبات، سنگ‌ها، مواد معدنی و مایعات استفاده می‌شود. ابزارهای XRF معمولاً برای تجزیه و تحلیل حجمی مناطق بزرگتر از مواد معدنی و مواد استفاده می‌شوند.

تکنیک مورد استفاده توسط طیف‌سنج‌های XRF به دلیل رفتار اتم‌ها هنگام تعامل با تابش امکان‌پذیر است. اگر ماده توسط تابش با انرژی بالا و طول موج کوتاه برانگیخته شود، می‌تواند یونیزه شود. اگر انرژی به اندازه کافی بالا باشد، می‌تواند یک الکترون داخلیِ محکم نگه‌داشته‌شده را از جای خود بیرون کند. پس از این، اتم ناپایدار می‌شود و باعث می‌شود یک الکترون بیرونی جای الکترون داخلی از دست رفته را بگیرد و انرژی آزاد کند.

یک طیف‌سنج XRF از دو جزء اصلی تشکیل شده است:

  • خروجی اشعه ایکس
  • آشکارسازی که به اندازه کافی حساس باشد تا پرتوهای ایکس فلورسنت را از نور فرودی تشخیص دهد.

سپس این آرایه پرتوهای اشعه ایکس یا گاما را به داخل نمونه ساطع می‌کند و الکترون‌های درون آن را برانگیخته می‌کند. اتم‌های داخلی جابجا می‌شوند و اتم‌های جایگزین آنها از لایه‌های مداری بالا به پایین پرتاب می‌شوند. این امر باعث کاهش انرژی اتصال و آزادسازی انرژی می‌شود که به عنوان فلورسانس شناخته می‌شود.

مزیت استفاده از آنالیزورهای XRF، مانند طیف‌سنج‌ها، این است که آنها این انفجار انرژی را در زمان واقعی ثبت می‌کنند. تکنیک‌های آماده‌سازی نمونه زیادی برای آنالیز با طیف‌سنج XRF وجود دارد، از جمله:

به طور خلاصه، فلورسانس اشعه ایکس (XR) یک تکنیک تحلیلی غیر مخرب است که برای تعیین ترکیب عنصری مواد استفاده می‌شود. آنالیزورهای XRF با اندازه‌گیری فلورسانس یا اشعه ایکس ثانویه که از نمونه هنگام تحریک توسط منبع اشعه ایکس اولیه ساطع می‌شود، شیمی یک نمونه را تعیین می‌کنند.

این تکنیک به عنوان یک ابزار سریع برای توصیف خصوصیات، به طور گسترده در بسیاری از آزمایشگاه‌های تحلیلی در سراسر جهان در کاربردهای متنوعی مانند متالورژی، پزشکی قانونی، پلیمر، الکترونیک، باستان‌شناسی، تجزیه و تحلیل محیطی، زمین‌شناسی و معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سازمان ما دارای کارکنان قوی است که از نزدیک تحولات حوزه علم و فناوری در جهان را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در میان مطالعات متعدد آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی ارائه شده برای مشاغل در بخش‌های مختلف، خدمات «آنالیز فلورسانس اشعه ایکس (XRF)» نیز وجود دارد.

واتساپ