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X射线荧光光谱仪的工作原理是什么?

更新时间:2023-05-26 点击次数:1353
  X射线荧光光谱仪是一种分析物质组成和结构的实验仪器。它利用X射线激发样品中原子的内层电子跃迁,导致外层电子填补内层空位并发出荧光辐射的现象,通过测量这些荧光辐射的能量和强度来确定样品中不同元素的存在及其相对含量。它可以对物质进行非破坏性的分析。它通过对物质中X射线的激发产生的荧光信号进行测量,来确认物质中的成分和含量。
 
  XRF仪器由几乎所有元素都具有的电离辐射X射线照射物质所产生的荧光辐射信号进行分析。当物质受到X射线的激发后,原子会吸收X射线的能量并跃迁至一个高能级状态,此过程所释放的能量以荧光辐射的形式发出。荧光辐射所对应的能量取决于元素的电子结构和能量水平,因此每个元素都有一个特定的荧光能量。观察和测量样品放出的荧光辐射所对应的能量,能够确定其组成中元素种类和含量。
 
  它是一种非破坏性技术,可对物体进行分析而不需要打开或破坏样品。其次,它具备高检测灵敏度,可以检测到数十个ppt(万亿分之一)的元素含量。第三,它具有高速分析优势,在数秒内可以完成一次完整的元素线谱分析。XRF仪器易于使用和操作,因为它不定位于狭窄的元素范围内。
 
  X射线荧光光谱仪的主要部件包括X射线管、样品台、能量分析器等。X射线管是产生X射线的主要部件,它由阳极和阴极组成,当高压电施加到阳极和阴极之间时,阴极会发射电子撞击阳极产生X射线。样品台是支撑样品的平台,可以使样品与X射线束垂直或成一定角度。能量分析器是用来分析荧光辐射的能量和强度的部件,其主要由晶体、色散器和探测器组成。晶体可以将荧光辐射分散成不同的能量,色散器可以筛选出所要分析的元素的荧光辐射,探测器则可以将荧光辐射转换为电信号。
 
X射线荧光光谱仪FAS 2100
X射线荧光光谱仪FAS 2100
 
  工作原理是什么?赶紧来看看吧:
 
  其原理就是:X射线管通过产生入射X射线(一次X射线),来激发被测样品。 受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线(又叫X荧光),并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量或者波长。
 
  用X射线照射试样时,试样可以被激发出各种波长的荧光X射线,需要把混合的X射线按波长(或能量)分开,分别测量不同波长(或能量)的X射线的强度,以进行定性和定量分析,为此使用的仪器叫X荧光光谱仪。由于X荧光具有一定波长,同时又有一定能量,因此,X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型和能量色散型。
 
  仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。 元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定特殊性波长的X射线,因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。
 
  其特点是非常敏感、准确、快速。它具有高分辨率和高信噪比的优点,可以同时分析多个元素,从而大大提高了分析效率和准确度。在自动化和高通量分析方面也得到广泛应用,可以与计算机进行联接控制,从而实现全自动化分析。
 
  X射线荧光光谱仪在各种科学实验中都具有广泛的应用,特别是在材料科学和环境科学等领域。例如,在金属制品制造过程中,可以用来检测不同元素的含量,以确保产品符合规定的标准。在环境科学中,可以用来定量分析空气、水和土壤中的各种元素,以提高环境质量。此外,XRF还可以用于考古学、矿产资源勘探、制药和食品行业等多个领域。在矿石探测和矿物分析中,可以快速准确地分析出矿物的成分和含量;在生命科学领域,可以用于药物、生物样品的分析等。
 
XL2 500、XL2 950X射线荧光光谱仪

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