Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА)

Рентгенофлуоресцентный анализ (XRF ) — это аналитический метод, использующий взаимодействие рентгеновских лучей с материалом для определения его элементного состава. Этот метод подходит для твердых тел, жидкостей и порошков и в большинстве случаев является неразрушающим. Рентгенофлуоресцентная спектроскопия — эффективный метод качественного и количественного анализа состава материалов.

По сути, существуют две основные методики рентгенофлуоресцентного анализа: энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализ и волнодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализ. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки.

Диапазон обнаруживаемых элементов зависит от конфигурации и настройки прибора, но обычно энергодисперсионный РФА охватывает все элементы от натрия до урана, тогда как волновая дисперсия может расширить этот диапазон до бериллия. Концентрации могут варьироваться от 100 процентов до ppm, а в некоторых случаях и до уровней ниже ppm. Пределы обнаружения зависят от конкретного элемента и матрицы образца, но, как правило, более тяжелые элементы имеют лучшие пределы обнаружения.

Рентгеновская флуоресценция широко используется в качестве инструмента быстрой характеризации во многих аналитических лабораториях по всему миру в таких разнообразных областях, как металлургия, криминалистика, полимеры, электроника, археология, анализ окружающей среды, геология и горное дело.

Рентгеновские лучи являются частью электромагнитного спектра и характеризуются энергиями, лежащими между гамма- и ультрафиолетовым излучением. Длины волн обычно находятся в диапазоне от 0,01 до 10 нм.

При воздействии рентгеновских лучей на вещество часть из них проходит сквозь вещество, а часть поглощается веществом. Поглощенные рентгеновские лучи взаимодействуют на атомном уровне с веществом, вызывая различные явления, такие как рассеяние и испускание фотонов, электронов и флуоресцентных рентгеновских лучей.

Рентгеновскую флуоресценцию (РФ) можно рассматривать как простой трехэтапный процесс, происходящий на атомном уровне:

• Первичные рентгеновские лучи выбивают электрон из одной из орбиталей, окружающих ядро ​​атома вещества.
• На орбитали образуется дырка, что приводит к высокоэнергетической, нестабильной конфигурации атома.
• Чтобы восстановить равновесие, электрон с внешней орбитали с более высокой энергией падает в дырку. Поскольку это место с более низкой энергией, избыточная энергия излучается в виде флуоресцентных рентгеновских лучей.

Разница энергий между выброшенными и смещенными электронами характерна для атома элемента, в котором происходит процесс флуоресценции. Таким образом, энергия испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения напрямую зависит от конкретного анализируемого элемента. Именно это фундаментальное свойство делает метод рентгеновской флуоресценции столь быстрым аналитическим инструментом для элементного состава.

Рентгенофлуоресцентный (РФ) спектрометр, используемый в анализе, представляет собой рентгеновский прибор, используемый для рутинных химических анализов, проводимых на отложениях, горных породах, минералах и жидкостях. Приборы XRF обычно используются для объемного анализа больших площадей минералов и материалов.

Метод, используемый в спектрометрах XRF, возможен благодаря поведению атомов при их взаимодействии с излучением. Если материал возбуждается высокоэнергетическим коротковолновым излучением, он может ионизироваться. Если энергия достаточно высока, она способна выбить прочно удерживаемый внутренний электрон. После этого атом становится нестабильным, в результате чего внешний электрон занимает место отсутствующего внутреннего электрона, высвобождая энергию.

Спектрометр XRF состоит из двух основных компонентов:

• Выход рентгеновского излучения
• Детектор, достаточно чувствительный для обнаружения флуоресцентного рентгеновского излучения от падающего света.

Затем решетка испускает рентгеновские или гамма-лучи в образец, возбуждая электроны внутри него. Внутренние атомы смещаются, а заменяющие их атомы опускаются с расположенных выше орбитальных оболочек. Это приводит к уменьшению энергии связи, а высвобождение энергии называется флуоресценцией.

Преимущество использования рентгенофлуоресцентных анализаторов, таких как спектрометры, заключается в том, что они регистрируют этот выброс энергии в реальном времени. Существует множество методов подготовки образцов для анализа с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра, в том числе:

Вкратце, рентгеновская флуоресценция (РФ) — это неразрушающий аналитический метод, используемый для определения элементного состава материалов. Анализаторы XRF определяют химический состав образца путем измерения флуоресценции или вторичного рентгеновского излучения, испускаемого образцом при возбуждении первичным источником рентгеновского излучения.

Этот метод широко используется в качестве инструмента быстрой характеристики во многих аналитических лабораториях по всему миру в таких разнообразных областях, как металлургия, криминалистика, полимеры, электроника, археология, анализ окружающей среды, геология и горное дело.

Наша организация имеет сильный коллектив, который внимательно следит за развитием событий в области науки и техники в мире и постоянно совершенствуется. Среди многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, предоставляемых предприятиям различных секторов, имеются также услуги «Рентгенофлуоресцентного (РФА) анализа».