Röntgenfluorescensanalys (XRF)

Röntgenfluorescens (XRF ) är en analytisk teknik som använder röntgenstrålars interaktion med ett material för att bestämma dess elementära sammansättning. Denna teknik är lämplig för fasta ämnen, vätskor och pulver och är i de flesta fall icke-destruktiv. XRF-spektroskopi är en effektiv metod för kvalitativ och kvantitativ analys av materialsammansättning.

Det finns i huvudsak två huvudsakliga XRF-metoder: energidispersiv XRF och våglängdsdispersiv XRF. Varje metod har sina egna fördelar och nackdelar.

Utbudet av detekterbara element varierar beroende på instrumentkonfiguration och installation, men vanligtvis täcker energidispersiv XRF alla element från natrium till uran, medan våglängdsdispersiv kan utvidga detta till beryllium. Koncentrationerna kan variera från 100 procent till ppm och i vissa fall subppm-nivåer. Detektionsgränserna beror på det specifika elementet och provmatrisen, men som en allmän regel har tyngre element bättre detektionsgränser.

Röntgenfluorescens används ofta som ett snabbt karakteriseringsverktyg i många analyslaboratorier runt om i världen inom så skilda tillämpningar som metallurgi, forensik, polymerer, elektronik, arkeologi, miljöanalys, geologi och gruvdrift.

Röntgenstrålar är en del av det elektromagnetiska spektrumet och kännetecknas av energier som ligger mellan gamma- och ultraviolett strålning. Våglängderna ligger generellt i intervallet 0,01 till 10 nm.

När röntgenstrålar strålas in i ett ämne, passerar en del av dem genom ämnet och en del av dem absorberas av ämnet. De absorberade röntgenstrålarna interagerar på atomnivå inuti materian, vilket orsakar olika fenomen som spridning och emission av fotoner, elektroner och fluorescerande röntgenstrålar.

Röntgenfluorescens (XRF) kan betraktas som en enkel process i tre steg som sker på atomnivå:

• Primärröntgenstrålning slår ut en elektron ur en av orbitalerna som omger kärnan i en atom i ett ämne.
• Ett hål skapas i orbitalen, vilket resulterar i en högenergisk, instabil konfiguration för atomen.
• För att återställa balansen faller en elektron från den yttre orbitalen med högre energi ner i hålet. Eftersom detta är en plats med lägre energi avges överskottsenergin i form av fluorescerande röntgenstrålar.

Energiskillnaden mellan de utstötta och fördrivna elektronerna är karakteristisk för den elementatom i vilken fluorescensprocessen sker. Därför beror energin hos den emitterade fluorescerande röntgenstrålen direkt på det specifika element som analyseras. Det är denna grundläggande egenskap som gör röntgenfluorescenstekniken till ett så snabbt analysverktyg för elementär sammansättning.

Röntgenfluorescensspektrometern (XRF) som används i analysen är ett röntgeninstrument som används för rutinmässiga kemiska analyser utförda på sediment, bergarter, mineraler och vätskor. XRF-instrument används vanligtvis för bulknanalys av större områden av mineraler och material.

Tekniken som används av XRF-spektrometrar är möjlig på grund av atomernas beteende när de interagerar med strålning. Om materialet exciteras av högenergisk, kortvågig strålning kan det joniseras. Om energin är tillräckligt hög har den kapacitet att rubba en tätt hållen inre elektron. Efter detta blir atomen instabil, vilket gör att en yttre elektron tar platsen för den saknade inre elektronen och frigör energi.

En XRF-spektrometer består av två huvudkomponenter:

• Röntgenutgång
• En detektor som är känslig nog att detektera fluorescerande röntgenstrålar från infallande ljus.

Matrisen avger sedan röntgen- eller gammastrålar in i ett prov, vilket exciterar elektroner inuti det. De inre atomerna förskjuts och atomerna som ersätter dem sänks ner från orbitalskalen ovanför. Detta minskar sedan bindningsenergin och frisättningen av energi kallas fluorescens.

Fördelen med att använda XRF-analysatorer, som spektrometrar, är att de registrerar denna energiutbrott i realtid. Det finns många provberedningsmetoder för analys med en XRF-spektrometer, inklusive:

Kortfattat är röntgenfluorescens (XR) en icke-destruktiv analytisk teknik som används för att bestämma materials elementära sammansättning. XRF-analysatorer fastställer kemin hos ett prov genom att mäta fluorescensen, eller sekundär röntgenstråle, som avges från provet när det exciteras av en primär röntgenkälla.

Denna teknik används ofta som ett snabbt karakteriseringsverktyg i många analyslaboratorier världen över inom så skilda tillämpningar som metallurgi, forensik, polymerer, elektronik, arkeologi, miljöanalys, geologi och gruvdrift.

Vår organisation har en stark personalstyrka som noggrant följer utvecklingen inom vetenskap och teknik i världen och ständigt förbättrar sig. Bland de många test-, mät-, analys- och utvärderingsstudier som tillhandahålls för företag inom olika sektorer finns även tjänster för "röntgenfluorescensanalys (XRF).