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詳細(xì)解析X熒光光譜儀的技術(shù)原理

更新時(shí)間:2022-10-26點(diǎn)擊次數(shù):908
  X熒光光譜儀由激發(fā)源和探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線,激發(fā)被測(cè)樣品,產(chǎn)生X熒光,探測(cè)器對(duì)X熒光進(jìn)行檢測(cè)。
 

 

  X熒光光譜儀的技術(shù)原理:
  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(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量。然后,儀器軟件將探測(cè)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。
  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(zhǎng)的X射線,根據(jù)莫斯萊定律,熒光X射線的波長(zhǎng)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)。
  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(cè)出熒光X射線的波長(zhǎng)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。
 
  X熒光光譜儀在化學(xué)分析:
  主要使用X射線束激發(fā)熒光輻射。到了現(xiàn)在,該方法作為非破壞性分析技術(shù),并作為過(guò)程控制的工具,廣泛應(yīng)用于采掘和加工工業(yè)。原則上,輕的元素,可分析出鈹(z=4),但由于儀器的局限性和輕元素的低X射線產(chǎn)量,往往難以量化,所以針對(duì)能量分散式的X熒光光譜儀,可以分析從輕元素的鈉(z=11)到鈾,而波長(zhǎng)分散式則為從輕元素的硼到鈾。
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