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X射線熒光光譜儀的分析原理概括
X射線熒光光譜儀的分析原理概括
X射線熒光光譜儀（X-rayFluorescenceSpectrometer，簡(jiǎn)稱：XRF光譜儀），是一種快速的、非破壞式的物質(zhì)測(cè)量方法。X射線熒光（X-rayfluorescence，XRF）是用高能量X射線或伽瑪射線轟擊材料時(shí)激發(fā)出的次級(jí)X射線。這種現(xiàn)象被廣泛用于元素分析和化學(xué)分析，特別是在金屬，玻璃，陶瓷和建材的調(diào)查和研究，地球化學(xué)，法醫(yī)學(xué)，考古學(xué)和藝術(shù)品，例如油畫和壁畫。
X射線熒光光譜儀 （XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生發(fā)射X射線（一次X射線），激發(fā)被測(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素都會(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（K和S是常數(shù)）。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（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。