Röntgenová fluorescenčná (XRF) analýza

Röntgenová fluorescencia (XRF ) je analytická technika, ktorá využíva interakciu röntgenových lúčov s materiálom na určenie jeho elementárneho zloženia. Táto technika je vhodná pre pevné látky, kvapaliny a prášky a vo väčšine prípadov je nedeštruktívna. XRF spektroskopia je účinná metóda kvalitatívnej a kvantitatívnej analýzy zloženia materiálov.

V podstate existujú dve hlavné metodiky XRF: energeticky disperzná XRF a vlnovo disperzná XRF. Každá metóda má svoje vlastné výhody a nevýhody.

Rozsah detekovateľných prvkov sa líši v závislosti od konfigurácie a nastavenia prístroja, ale energeticky disperzná XRF typicky pokrýva všetky prvky od sodíka po urán, zatiaľ čo vlnovo disperzná spektroskopia to môže rozšíriť až na berýlium. Koncentrácie sa môžu pohybovať od 100 percent do ppm a v niektorých prípadoch až do úrovní subppm. Detekčné limity závisia od konkrétneho prvku a matrice vzorky, ale vo všeobecnosti majú ťažšie prvky lepšie detekčné limity.

Röntgenová fluorescencia sa široko používa ako nástroj rýchlej charakterizácie v mnohých analytických laboratóriách po celom svete v aplikáciách tak rôznorodých, ako je metalurgia, forenzná veda, polyméry, elektronika, archeológia, environmentálna analýza, geológia a baníctvo.

Röntgenové lúče sú súčasťou elektromagnetického spektra a vyznačujú sa energiami, ktoré ležia medzi gama a ultrafialovým žiarením. Vlnové dĺžky sú vo všeobecnosti v rozsahu od 0,01 do 10 nm.

Keď sú röntgenové lúče vyžarované do látky, časť z nich prechádza látkou a časť z nich je látkou absorbovaná. Absorbované röntgenové lúče interagujú na atómovej úrovni v hmote a spôsobujú rôzne javy, ako je rozptyl a emisia fotónov, elektrónov a fluorescenčných röntgenových lúčov.

Röntgenovú fluorescenciu (XRF) možno považovať za jednoduchý trojkrokový proces, ktorý prebieha na atómovej úrovni:

• Primárne röntgenové lúče vyrážajú elektrón z jedného z orbitálov obklopujúcich jadro atómu látky.
• V orbitáli sa vytvorí diera, čo vedie k vysokoenergetickej a nestabilnej konfigurácii atómu.
• Aby sa obnovila rovnováha, elektrón z vonkajšieho orbitálu s vyššou energiou spadne do diery. Keďže ide o miesto s nižšou energiou, prebytočná energia sa vyžaruje vo forme fluorescenčného röntgenového žiarenia.

Energetický rozdiel medzi vyvrhnutými a vytesnenými elektrónmi je charakteristický pre atóm prvku, v ktorom dochádza k fluorescenčnému procesu. Energia emitovaného fluorescenčného röntgenového žiarenia preto priamo závisí od konkrétneho analyzovaného prvku. Práve táto základná vlastnosť robí z röntgenovej fluorescenčnej techniky taký rýchly analytický nástroj na stanovenie elementárneho zloženia.

Röntgenový fluorescenčný (XRF) spektrometer použitý pri analýze je röntgenový prístroj používaný na rutinné chemické analýzy vykonávané na sedimentoch, horninách, mineráloch a kvapalinách. Prístroje XRF sa zvyčajne používajú na hromadnú analýzu väčších plôch minerálov a materiálov.

Technika používaná XRF spektrometermi je možná vďaka správaniu atómov pri interakcii so žiarením. Ak je materiál excitovaný vysokoenergetickým žiarením s krátkou vlnovou dĺžkou, môže sa ionizovať. Ak je energia dostatočne vysoká, má schopnosť uvoľniť pevne držaný vnútorný elektrón. Potom sa atóm stane nestabilným, čo spôsobí, že vonkajší elektrón nahradí chýbajúci vnútorný elektrón a uvoľní sa energia.

XRF spektrometer sa skladá z dvoch hlavných komponentov:

• Röntgenový výstup
• Detektor dostatočne citlivý na detekciu fluorescenčného röntgenového žiarenia z dopadajúceho svetla.

Súbor potom emituje röntgenové alebo gama lúče do vzorky, čím excituje elektróny v nej. Vnútorné atómy sú vytesnené a atómy, ktoré ich nahrádzajú, sú spustené z orbitálnych vrstiev nad nimi. To potom znižuje väzbovú energiu a uvoľnenie energie je známe ako fluorescencia.

Výhodou použitia XRF analyzátorov, ako sú spektrometre, je, že zaznamenávajú tento výbuch energie v reálnom čase. Existuje mnoho techník prípravy vzoriek na analýzu pomocou XRF spektrometra, vrátane:

Stručne povedané, röntgenová fluorescencia (XR) je nedeštruktívna analytická technika používaná na určenie elementárneho zloženia materiálov. XRF analyzátory určujú chemické zloženie vzorky meraním fluorescencie alebo sekundárneho röntgenového žiarenia, ktoré vzorka emituje pri excitácii primárnym zdrojom röntgenového žiarenia.

Táto technika sa široko používa ako nástroj rýchlej charakterizácie v mnohých analytických laboratóriách po celom svete v aplikáciách tak rôznorodých, ako je metalurgia, forenzná veda, polyméry, elektronika, archeológia, environmentálna analýza, geológia a baníctvo.

Naša organizácia má silný personál, ktorý pozorne sleduje vývoj v oblasti vedy a techniky vo svete a neustále sa zlepšuje. Medzi početnými testovacími, meracími, analytickými a hodnotiacimi štúdiami poskytovanými pre podniky v rôznych odvetviach existujú aj služby „röntgenovej fluorescenčnej (XRF) analýzy“.