Et røntgenfluorescensspektrometer er en enhed, der bruges til at bestemme grundstofsammensætningen af et stof ved hjælp af røntgenfluorescensanalyse (XRF).
Metoden er baseret på indsamling og analyse af spektret opnået efter excitationen af den karakteristiske røntgenstråling , som sker under overgangen af et atom fra den exciterede til grundtilstanden (se Moseleys lov ). Atomer af forskellige grundstoffer udsender fotoner med strengt definerede energier, ved at måle hvilke man kan bestemme den kvalitative grundstofsammensætning. For at måle mængden af et grundstof registreres intensiteten af stråling med en bestemt energi.
Obligatoriske elementer i røntgenfluorescensspektrometre er en kilde til excitation af karakteristiske røntgenstråler ( rumfartøjer i stedet for det kan bruge soludbrud som røntgen-exciter; på Jorden er dette umuligt, da røntgenstråler fra Solen absorberes fuldstændigt af atmosfæren) og en analysator af denne stråling.
For at excitere atomerne i testprøven kan følgende bruges:
Ved registrering af det modtagne spektrum kan følgende bruges:
Detektorens bedste opløsning i øjeblikket er 123 eV med den bedste tællehastighed på 3⋅10 5 tællinger i sekundet.
Det letteste håndholdte XRF-spektrometer i verden er i øjeblikket Olympus-spektrometeret Vanta-serien
Alle enheder er klassificeret efter principperne for excitation/registrering af spektre. Spektrometre med analysatorkrystaller har som regel en meget højere opløsning og er dyrere end enheder med energidispersive detektorer.
I henhold til brugsmetoden skelnes der mellem laboratorie-, stationære og bærbare bærbare spektrometre. Sidstnævnte er kendetegnet ved hastigheden til at opnå resultater, lethed, bekvemmelighed og muligheden for feltforskning, men er ringere end laboratorie- og stationære instrumenter i følsomhed og nøjagtighed. I modsætning til bærbare enheder, der specialiserer sig i et snævert udvalg af opgaver (bestemmelse af sammensætningen af stål, legeringer, malme, sten, jord, RoHS -analyse osv.), er stationære enheder universelle. Dette skyldes primært, at pålidelig kvantitativ analyse kræver et sæt referenceprøver for hvert element, hvilket ikke er muligt, når man arbejder med bærbare enheder.
For at forbedre resultaterne ved bestemmelse af lette elementer med serienumre mindre end 20 (f.eks. natrium , magnesium , aluminium , silicium , fosfor , svovl ), anvendes vakuumevakuering af luft eller kammerrensning med helium . Dette skyldes behovet for at undgå absorption af luften af lavenergi røntgenkvanter udsendt af lette elementer.
Ved detektering af tunge grundstoffer (med serienumre større end 56) opstår en anden vanskelighed - forskellige grundstoffer har lidt forskellige fotonenergier, hvilket tvinger brugen af dyrere detektorer med høj energiopløsning.
Elektronexcitation bruges i elementaranalyse i scannings- og transmissionselektronmikroskoper .
Moderne instrumenter er nødvendigvis udstyret med software til at bestemme den kvantitative elementære sammensætning af en prøve.
Røntgenfluorescensspektrometeret er en ikke-destruktiv ekspresmetode til bestemmelse af grundstofsammensætningen. Med en stigning i grundstoffets ordenstal øges metodens følsomhed, og fejlen ved bestemmelse af den kvantitative grundstofsammensætning falder. Almindelige instrumenter kan bestemme indholdet af grundstoffer med gennemsnitlige atomnumre med en fejl på 0,1 %.
Røntgenfluorescensspektrometre har fundet anvendelse inden for forskellige områder af videnskab og teknologi: