En röntgenfluorescensspektrometer är en anordning som används för att bestämma grundämnessammansättningen av ett ämne med hjälp av röntgenfluorescensanalys (XRF).
Metoden är baserad på insamling och analys av det spektrum som erhålls efter exciteringen av den karakteristiska röntgenstrålningen , som sker under övergången av en atom från det exciterade till grundtillståndet (se Moseleys lag ). Atomer av olika grundämnen avger fotoner med strikt definierade energier, genom att mäta vilka man kan bestämma den kvalitativa elementsammansättningen. För att mäta mängden av ett element registreras strålningsintensiteten med en viss energi.
Obligatoriska element i röntgenfluorescensspektrometrar är en källa till excitation av karakteristiska röntgenstrålar ( rymdfarkoster i stället för det kan använda solflammor som en röntgenexcitator; på jorden är detta omöjligt, eftersom röntgenstrålar från solen absorberas fullständigt av atmosfären) och en analysator av denna strålning.
För att excitera atomerna i testprovet kan följande användas:
När du registrerar det mottagna spektrumet kan följande användas:
Detektorns bästa upplösning för tillfället är 123 eV med bästa räknehastighet på 3⋅10 5 räkningar per sekund.
Den lättaste handhållna XRF-spektrometern i världen är för närvarande Olympus-spektrometern Vanta-serien
Alla enheter är klassificerade enligt principerna för excitation/registrering av spektra. Spektrometrar med analyskristaller har som regel en mycket högre upplösning och är dyrare än enheter med energidispersiva detektorer.
Enligt användningsmetoden särskiljs laboratorie-, stationära och bärbara bärbara spektrometrar. De senare kännetecknas av hastigheten för att erhålla resultat, lätthet, bekvämlighet och möjligheten till fältforskning, men är sämre än laboratorie- och stationära instrument i känslighet och noggrannhet. Till skillnad från bärbara enheter som är specialiserade på ett snävt utbud av uppgifter (bestämning av sammansättningen av stål, legeringar, malmer, stenar, jordar, RoHS- analys, etc.), är stationära enheter universella. Detta beror främst på det faktum att tillförlitlig kvantitativ analys kräver en uppsättning referensprover för varje element, vilket inte är genomförbart när man arbetar med bärbara enheter.
För att förbättra resultaten vid bestämning av lätta element med serienummer mindre än 20 (till exempel natrium , magnesium , aluminium , kisel , fosfor , svavel ), används vakuumevakuering av luft eller kammarrening med helium . Detta beror på behovet av att undvika absorption av luften av lågenergiröntgenstrålningskvanter som emitteras av lätta element.
Vid detektering av tunga element (med serienummer större än 56) uppstår en annan svårighet - olika element har lite olika fotonenergier, vilket tvingar fram användningen av dyrare detektorer med hög energiupplösning.
Elektronexcitation används i elementaranalys i scannings- och transmissionselektronmikroskop .
Moderna instrument är nödvändigtvis utrustade med programvara för att bestämma den kvantitativa elementsammansättningen av ett prov.
Röntgenfluorescensspektrometern är en icke-förstörande uttrycksmetod för att bestämma grundämnessammansättningen. Med en ökning av elementets ordningsnummer ökar metodens känslighet, och felet vid bestämning av den kvantitativa elementsammansättningen minskar. Vanliga instrument kan bestämma innehållet av grundämnen med medelatomnummer med ett fel på 0,1 %.
Röntgenfluorescensspektrometrar har funnit tillämpning inom olika områden av vetenskap och teknik: