Rentgenowska analiza fluorescencyjna

Metoda XRF (X-Ray Fluorescence) obecnie jest często wykorzystywaną techniką analityczną w badaniach niedestrukcyjnych. Zjawisko fluorescencji rentgenowskiej, wykorzystywane w tej metodzie, polega na wtórnej emisji promieniowania X z materii wzbudzonej poprzez bombardowanie wysokoenergetycznym promieniowaniem tego typu. Zjawisko to jest szeroko wykorzystywane w elementarnej analizie, a w szczególności w badaniach wyrobów metalowych, ceramicznych, szklanych oraz materiałów budowlanych. Każdy pierwiastek zawarty w analizowanej próbce, na skutek wzbudzenia promieniowaniem rentgenowskim emituje charakterystyczne dla siebie widmo. Jest ono podstawą do analizy jakościowej oraz ilościowej składu chemicznego próbki. Metoda XRF ma szczególne znaczenie w przypadku analizy warstwy przypowierzchniowej. Pod wpływem naświetlania próbki promieniowaniem rentgenowskim dochodzi do wybicia elektronów znajdujących się na wewnętrznych powłokach elektronowych. Powstałe dziury elektronowe zapełniane są przez elektrony z wyższych powłok. Towarzyszy temu emisja promieniowania rentgenowskiego o charakterystycznej dla danego pierwiastka energii.

Serie linii emisyjnych oznacza się wielkimi literami, odpowiednio: K, dla przejść na powłokę o głównej liczbie kwantowej n=1, L dla n=2, M dla n=3, itd. Linie widmowe dla poszczególnych przejść oznacza się symbolem serii i literą grecką, α dla przejść o Δn=1, β dla Δn=2 idt. z dodatkowym indeksem oznaczającym liczbę orbitalna stanu początkowego i ewentualnie końcowego.

• linie emisyjne K i L o charakterystycznym układzie energii i intensywności • maksima promieniowania lampy rozproszonego elastycznie (Rayleigh’a) – linie emisyjne materiału, z którego została wykonana antykatoda lampy rentgenowskiej • maksima promieniowania lampy rozproszonego nieelastyczne (linie od rozpraszania Comptona), szerokie maksima o energii nieco mniejszej niż maksima Rayleigh’a • promieniowanie hamowania (Bremsstrahlung), widoczne jako powiększenie poziomu tła w pomiarach wykonanych przy dużych napięciach lampy rentgenowskiej • piki sumy (Sum Peaks), jednoczesne dotarcie do detektora dwóch kwantów promieniowania może zostać błędnie przypisane fotonowi o podwójnej energii. Analiza prowadzona jest przy zastosowaniu spektrometru fluorescencji rentgenowskiej, którego schemat budowy przedstawia poniższy rysunek:

Żródło:

Opracowanie RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA,

mgr Kamila Komędera, Zakład Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie

http://www.fizyka.up.krakow.pl

http://www.fizyka.up.krakow.pl/prac2/RENTGENOWSKA%20ANALIZA%20FLUORESCENCYJNA.pdf