XRF歸納之X射線熒光光譜儀工作原理

　　【摘要】

　　X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。

　　XRF測試作為常用測試之一，但仍有許多同學不太了解其工作原理，本篇文章由科學指南針科研服務平臺給大家介紹X射線熒光光譜儀工作原理。

　　X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個穩(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*的能量在各自的固定軌道上運行，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，電子的逐放會導致該電子殼層出現(xiàn)相應的電子空位。這時處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會躍遷到該低能量電子殼層來填補相應的電子空位。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。這一個過程就是我們所說的X射線熒光(XRF)。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)學關(guān)系如下：

　　λ=K(Z-S)-2

　　式中K和S是常數(shù)。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，每個光具有的能量為：

　　E=hν=hC/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)。將樣品中有待分析的各種元素利用X射線轟擊使其發(fā)射其特征譜線,經(jīng)過狹縫準直,使其近似平行光照射到分光晶體上,對己知其面間距為d的分光晶體點陣面上的輻射加以衍射。依據(jù)布拉格定律,適用公式nλ=Zdsinθ。

　　對于晶體的每一種角位置,只可能有一種波長的輻射可被衍射,而這種輻射的強度則可用合適的計數(shù)器加以測量。分析樣品時,鑒定所發(fā)射光譜中的特征譜線,就完成了定性分析;再將這些譜線的強度和某種適當標準的譜線強度進行對比,就完成了定量分析。

　　以上僅為科學指南針平臺的自我總結(jié)，故此分享給大家，希望可以幫助大家對測試更了解，如有測試需求，可以和科學指南針聯(lián)系，我們會給與您最準確的數(shù)據(jù)和好的服務體驗，惟祝科研工作者可以更輕松的工作。