Рентгенофлуоресцентный спектрометр: понятие и принципы работы
Рентгенфлуоресцентная спектрометрия – ценный метод анализа, позволяющий с высокой точностью определить содержание в образце химических элементов от №4 (бериллий) до №92 (уран). Он отличается высокой скоростью измерения и рядом других преимуществ, что обусловило его широкое распространения в различных сферах науки и промышленности.
Принцип работы прибора
Рентгенфлуоресцентный спектрометр устроен достаточно просто, в нем практически отсутствуют подвижные части. Он состоит из трех главных узлов:
- Источник излучения. В этом качестве выступает рентгеновская трубка.
- Детектор. Это сенсор, поглощающий вторичные рентгеновские лучи от изучаемого образца.
- Блок сбора и анализа информации. Выполняет функцию первичного анализа полученных данных.
Для проведения анализа на помещенный в прибор образец воздействуют первичными рентгеновскими лучами, которые генерирует трубка. Под его воздействием атомы вещества переходят в возбужденное состояние, то есть электроны переходят на более высокие энергетические орбитали.
Возбуждение длиться крайне небольшой промежуток времени (доли секунды), затем возвращаются в обычное состояние. При этом лишняя энергия излучается в форме фотона, который также относится к рентгеновскому спектру. Такое излучение называется характеристическим, так как его параметры зависят от конфигурации электронных оболочек конкретного элемента.
Затем вторичное излучение улавливается детектором и анализируется блоком сбора информации. Таким образом удается предельно точно определить химический состав исследуемого вещества.
При необходимости изучить топографию и шероховатость образца используются сканирующие рабочие станции, такие как оптический поверхностный профилировщик BioLogic M470 – OSP — https://ilpa-tech.ru/produktsiya/zondovye-skaniruyushchie-rabochie-stantsii/56-m470-osp
Особенности метода рентгенфлуоресцентной спектрометрии
Все спектрометры делятся на две категории в зависимости от регистрируемых параметров:
- Волнодисперсные. В таких приборах детектирование основано на регистрации длин волн вторичного излучения от различных элементов.
- Энергодисперсные. В этом случае анализируется энергетический спектр возникающий в полупроводнике под воздействием вторичного рентгена. Такие детекторы более сложны, так как требуют охлаждения жидким азотом либо гелием.
Также существует несколько подходов к анализу первичных данных. Методика фундаментальных параметров подразумевает прямой расчет концентрации набора элементов в образце. Она не требует калибровок так как основана на заранее рассчитанных моделях взаимодействия излучения с веществом.
Если метода фундаментальных параметров недостаточно, прибегают к эмпирической калибровке. Она позволяет выстроить калибровочные кривые и выполнять специфические исследования высокой точности. При этом требуется наличие стандартных образцов.
Для работы научных лабораторий необходимо качественное и проверенное оборудование.
Сканирующие зондовые микроскопы в Уфе поставляет компания ИлпаТех.