上一篇文章介紹了關(guān)于X射線熒光光譜儀需要哪些輔助設(shè)備?本文介紹一下關(guān)于X射線熒光光譜儀通用術(shù)語表。請閱讀下文
一、什么是XRF?
XRF:X射線熒光光譜分析(X Ray Fluorescence)
人們通常把X射線照射在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級(jí)X射線叫X射線熒光(X—Ray Fluorescence),而把用來照射的X射線叫原級(jí)X射線。所以X射線熒光仍是X射線。
一臺(tái)典型的X射線熒光(XRF)儀器由激發(fā)源(X射線管)和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線(一次X射線),激發(fā)被測樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射
出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后,儀器軟件將探測系統(tǒng)
所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。X射線照在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級(jí) X射線被稱為X射線熒光.
利用X射線熒光原理,理論上可以測量元素周期表中的每一種元素。在實(shí)際應(yīng)用中,有效的元素測量范圍為11號(hào)元素 (Na)到92號(hào)元素(U)。
二、X射線熒光光譜儀的原理:
X射線是電磁波譜中的某特定波長范圍內(nèi)的電磁波,其特性通常用能量(單位:千電子伏特,keV)和波長(單位:nm)描述。
X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個(gè)穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運(yùn)行,內(nèi)層電子(如K層)在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛,釋放出來,電子的逐放會(huì)導(dǎo)致該電子殼層出現(xiàn)相應(yīng)當(dāng)電子空位。這時(shí)處于高能量電子殼層的電子(如:L層)會(huì)躍遷到該低能量電子殼層來填補(bǔ)相應(yīng)當(dāng)電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距,這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來,不同的元素所釋放出來的二次X射線具有特定的能量特性。這一個(gè)過程就是我們所說的X射線熒光(XRF)。
X射線的波長
元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷,同時(shí)發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線,根據(jù)莫斯萊定律,熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān),其數(shù)學(xué)關(guān)系如下:
λ=K(Z− s) −2
式中K和S是常數(shù)。
X射線的能量
而根據(jù)量子理論,X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流,每個(gè)光具有的能量為:
E=hν=h C/λ
式中,E為X射線光子的能量,單位為keV;h為普朗克常數(shù);ν為光波的頻率;C為光速。
因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量分析。
三、X射線熒光光譜儀XRF通用術(shù)語表
雙靶
帶有兩個(gè)靶的端窗X射線管稱為雙靶X射線管。 本系統(tǒng)中,可選擇Rh/Cr 或 Rh/W 雙靶X射線管。當(dāng)設(shè)置了測量元素的靶材時(shí),在測量之前,儀器會(huì)自動(dòng)切換到設(shè)置的靶材。
激發(fā)條件
由X射線管產(chǎn)生初級(jí)X射線并使其激發(fā)樣品的光學(xué)條件稱為激發(fā)條件。激發(fā)條件包括靶材、管電壓、管電流和初級(jí)束濾光片。
EZ 掃描
EZ 掃描是進(jìn)行SQX分析時(shí)的一種分析類型,也是SQX分析的簡化方式。雖然在測量和控制方面有一些限制,但不必準(zhǔn)備分析方法即可進(jìn)行SQX分析。
固定角度分析
將晶體和探測器固定在測量組分的譜峰或背景角度位置,并在各角度位置按一定時(shí)間計(jì)數(shù),以測量組分譜線強(qiáng)度的方法稱為固定角度分析。
定時(shí)分析
在固定的時(shí)間,自動(dòng)進(jìn)行一系列分析的功能稱為定時(shí)分析。 定時(shí)分析功能可用于PHA調(diào)節(jié)和漂移校正等定期分析中。 定時(shí)分析要求分析程序必須處于開啟狀態(tài)。當(dāng)分析程序正在分析一系列樣品ID時(shí),所設(shè)置的定時(shí)分析樣品ID會(huì)在指定的時(shí)間優(yōu)先分析,即在到達(dá)指定時(shí)間時(shí),完成當(dāng)前正在分析的樣品ID后,立即分析所設(shè)置的定時(shí)分析樣品ID。
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