A röntgenfluoreszcencia spektrométer egy olyan eszköz, amellyel egy anyag elemi összetételét röntgenfluoreszcencia analízis (XRF) segítségével határozzák meg.
A módszer a jellegzetes röntgensugárzás gerjesztése után kapott spektrum összegyűjtésén és elemzésén alapul , amely az atom gerjesztett állapotból alapállapotba való átmenete során lép fel (lásd Moseley törvény ). A különböző elemek atomjai szigorúan meghatározott energiájú fotonokat bocsátanak ki, amelyek mérésével meghatározható a minőségi elemi összetétel. Egy elem mennyiségének méréséhez rögzítik a sugárzás intenzitását egy bizonyos energiával.
A röntgenfluoreszcencia spektrométerek kötelező elemei a jellegzetes röntgensugarak gerjesztésének forrásai (az űrhajók ehelyett napkitöréseket használhatnak röntgengerjesztőként; a Földön ez lehetetlen, mivel a Napból érkező röntgensugarakat teljesen elnyelik a légkör által) és ennek a sugárzásnak az elemzője.
A vizsgálati minta atomjainak gerjesztésére a következők használhatók:
A vett spektrum regisztrálásakor a következők használhatók:
A detektor pillanatnyilag legjobb felbontása 123 eV , a legjobb számlálási sebesség 3⋅10 5 másodpercenként.
A világ legkönnyebb kézi XRF spektrométere jelenleg az Olympus Vanta spektrométer
Minden eszköz a gerjesztés/spektrum regisztrálás elve szerint van besorolva. Az analizátorkristályokkal ellátott spektrométerek általában sokkal nagyobb felbontásúak és drágábbak, mint az energiadiszperziós detektorokkal rendelkező készülékek.
A felhasználás módja szerint megkülönböztetünk laboratóriumi, helyhez kötött és hordozható, hordozható spektrométereket. Utóbbiakat az eredmények megszerzésének gyorsasága, könnyűsége, kényelme és a terepkutatás lehetősége különbözteti meg, de érzékenységben és pontosságban alacsonyabbak a laboratóriumi és helyhez kötött műszereknél. Ellentétben a szűk feladatkörre szakosodott hordozható eszközökkel (acélok, ötvözetek, ércek, kőzetek, talajok összetételének meghatározása, RoHS -elemzés stb.), a helyhez kötött eszközök univerzálisak. Ez elsősorban annak tudható be, hogy a megbízható kvantitatív elemzéshez minden elemhez referenciaminta-készlet szükséges, ami hordozható eszközökkel végzett munka során nem kivitelezhető.
Az eredmények javítása érdekében a 20- nál kisebb sorozatszámú könnyű elemek (például nátrium , magnézium , alumínium , szilícium , foszfor , kén ) meghatározásakor a levegő vákuumos evakuálását vagy a kamra héliummal történő átöblítését használják . Ez annak köszönhető, hogy el kell kerülni a könnyű elemek által kibocsátott alacsony energiájú röntgenkvantumok levegő általi elnyelését.
A nehéz elemek (56-nál nagyobb sorozatszámú) észlelésekor egy másik nehézség adódik - a különböző elemek fotonenergiája kissé eltérő, ami drágább, nagy energiafelbontású detektorok használatát kényszeríti ki.
Az elektrongerjesztést pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkópok elemanalízisében használják .
A modern műszerek szükségszerűen fel vannak szerelve szoftverrel a minta mennyiségi elemi összetételének meghatározására.
A röntgenfluoreszcencia spektrométer egy roncsolásmentes expressz módszer az elemi összetétel meghatározására. Az elem sorszámának növekedésével a módszer érzékenysége nő, és a mennyiségi elemösszetétel meghatározásának hibája csökken. A közönséges műszerek 0,1%-os hibával képesek meghatározni az átlagos rendszámú elemek tartalmát.
A röntgen-fluoreszcens spektrométereket a tudomány és a technológia különböző területein alkalmazzák: