فلورسانس اشعه ایکس (XRF)یک تکنیک تجزیه و تحلیل شیمیایی رایج است.ابزار XRFاز اشعه ایکس برای"برانگیختن"یک ماده به منظور مشخص کردن ترکیب آن با شناسایی عناصر موجود در نمونه (تحلیل کیفی) یا با تعیین قدرت یک عنصر در نمونه(آنالیز کمی).

1. طیف سنجی اشعه ایکس

ما اشاره کردیم که اشعه ایکس منبع تحریک در ابزار XRF است، اما در تعریف ما، این هدف اصلی آن نیست. اشعه ایکس مشخصه محصول فرعی فرآیند تحریک است. برای آن، ما به کمی دانش علمی نیاز داریم. اشعه ایکس زیرمجموعه ای از طیف الکترومغناطیسی است که همه چیز را از امواج رادیویی گرفته تا نور مرئی واشعه ایکسو اشعه گاما همه مواد از اتم تشکیل شده اند و اتم های مختلف به عنوان عناصر مختلف در جدول تناوبی نشان داده شده اند.

اتم ها از ذرات زیر اتمی شامل نوترون، پروتون و الکترون تشکیل شده اند. پروتون ها و الکترون ها باردار هستند، در حالی که نوترون ها باردار هستند"خنثی."الکترون‌ها به عنوان اسب‌های کار واقعی شیمی، توسط بار پروتون هسته‌هایشان به اتم‌ها متصل می‌شوند. هنگامی که یک اتم یک الکترون را از دست می دهد، یونیزه می شود و بار اتمی معمولاً هسته اتم های دیگر را برای تشکیل پیوندهای شیمیایی جذب می کند. بیشتر عناصر، به ویژه فلزات، تمایل دارند با اکسیژن ترکیب شوند و اکسید شوند - مانند زنگ زدگی روی آهن. آنها می توانند به خود متصل شوند تا یک ماده عنصری را تشکیل دهند یا اتم های بسیار واکنش پذیری مانند سدیم را پیدا کنند تا به آنها متصل شوند و باعث انواع آسیب ها شوند. در ترکیبات رایج، بیشتر عناصر در رابطه با عناصر دیگر پایدار عمل می کنند.

2.طبقه بندی عناصر بر اساس انرژی مشخصه اشعه ایکس

الکترون ها در یک سری پوسته با برچسب K، L، M، N و غیره به دور هسته می چرخند.

هنگامی که پوسته داخلی (سطح انرژی کم) یک الکترون را در اثر تابش از دست می دهد و نامتعادل می شود، الکترون های لایه بیرونی (سطح انرژی بالا) برای حفظ ثبات به پوسته داخلی منتقل می شوند. این فرآیند انتقال الکترون مقدار خاصی از انرژی را در محدوده اشعه ایکس ساطع می کند. یک آشکارساز در ابزار خود قرار دهید تا این انرژی های پرتو ایکس مشخصه را اندازه گیری کند، و خواهید فهمید که چه عناصری در مواد شما وجود دارد. اگر به جدول تناوبی نگاه کنیدXRF، یک سری اعداد را خواهید یافت که نشان دهنده انرژی پرتوهای X مشخصه برای هر انتقال از پوسته بیرونی به پوسته داخلی هستند، با عناصر مختلف که ترکیبات منحصر به فردی از اعداد دارند. انرژی نشان داده شده توسط این ترکیب اعداد بر حسب کیلوالکترون ولت (کیو) توصیف می شود.

3. قله های طیفی متضاد را حل کنید

اگر به انرژی های مشخصه اشعه ایکس عناصر در جدول تناوبی XRF نگاه کنید، متوجه خواهید شد که وقتی از روی فراتر می روید، عدد پوسته L انرژی مشابهی با پوسته K سدیم دارد و این پدیده بوده است. برای عناصر با اعداد اتمی کمتر تکرار می شود. به عنوان مثال، باریم-L (4.467 کیلو ولت) تقریباً با تیتانیوم-K (4.508 کیلو ولت) یکسان است. زمین شناسان و زراعیانی که به مواد معدنی موجود در خاک نگاه می کنند، احتمالاً مقدار زیادی انرژی خط L که به سختی قابل تشخیص است در نمونه های خود دریافت می کنند.

4.طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس پراکنده انرژی

پراکنده کننده انرژیXRFسازهای (EDXRF).همه عناصر از فلوئور گرفته تا اورانیوم را برانگیخته و شناسایی می کند و یک طیف انرژی با پیک های انرژی فراهم می کند که ویژگی های ماده را مشخص می کند. اگر کاربر اطلاعاتی در مورد مواد داشته باشد، می‌تواند انرژی‌های تحریک مختلف را برای انتخاب محدوده طیفی خاص‌تری تنظیم کند یا از اجزای فیلتر برای بررسی انرژی‌های متضاد استفاده کند. نرم افزار XRF همچنین می تواند از الگوریتم های برازش طیفی برای کمک به کالیبراسیون ابزار برای دقت بالاتر استفاده کند.

5. پخش کننده طول موج طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس

در برخی موارد، انرژی همپوشانی را به سادگی نمی توان در ابزار پراکندگی انرژی حل کرد. برای این کار به قانون براگ و تجهیزات تخصصی نیاز داریم. قانون براگ چگونگی حرکت پرتوهای ایکس را در صفحات اتمی موازی در یک کریستال توضیح می دهد. پس از برانگیختن ماده نمونه، پرتوهای X مشخصه به دست آمده محدود شده و از طریق شکاف (کلیماتور) در یک الگوی نور موازی از طریق کریستال، که به عنوان یک فیلتر پرتو ایکس با حساسیت بالا عمل می کند، پراکنده می شوند. در EDXRF، نمونه‌ای با باریم و تیتانیوم پیک وسیعی از انرژی در حدود 4.5 کیلو ولت را نشان می‌دهد که حضور هر دو عنصر را پنهان می‌کند، در حالی که طیف‌سنج WDXRF می‌تواند دو پیک متمایز از هر دو عنصر را نشان دهد.