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X射線熒光光譜儀的產(chǎn)品特點及基本原理簡述
X熒光光譜儀（XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線）,，激發(fā)被測樣品,。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線,，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有**的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量,。然后,，儀器軟件將探測系統(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。
近年來,，X熒光光譜分析在各行業(yè)應(yīng)用范圍不斷拓展,，已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金,、地質(zhì)、有色,、建材,、商檢、環(huán)保,、衛(wèi)生等各個領(lǐng)域,，特別是在RoHS檢測領(lǐng)域應(yīng)用得多也廣泛。 大多數(shù)分析元素均可用其進行分析,，可分析固體,、粉末、熔珠,、液體等樣品,，分析范圍為Be到U。并且具有分析速度快,、測量范圍寬,、干擾小的特點
X熒光光譜儀基本原理
X射線是一種波長（λ＝0.001～10nm）很短的電磁波，其波長介于紫外線和y射線之間,。在高真空的X射線管內(nèi),，當由幾萬伏高電壓加速的一束高速運動的電子流投射到陽極金屬靶（如鎢靶、銅靶等）上時,，電子的動能部分轉(zhuǎn)變成X光輻射能,，并以X射線形式輻射出來。從金屬靶射出的X射線主要由兩類波長,、強度不等的X射線組成,，即連續(xù)X射線譜及特征X射線譜。前者指在X射線波長范圍內(nèi),，由其短波限開始并包括各種X射線波長所組成的光譜,。后者則指當加于X光管的高電壓增至一定的臨界數(shù)值時，使高速運動的電子動能足以激發(fā)靶原子的內(nèi)層電子時,，便產(chǎn)生幾條具一定波長且強度很大的譜線,，并疊加在連續(xù)X射線譜上，由特征X射線組成的光譜稱為特征X射線譜,。
特征X射線譜源自原子內(nèi)層電子的躍遷,。當高速運動的電子激發(fā)原子內(nèi)層電子，而導(dǎo)致X射線的產(chǎn)生,，這種X射線稱為“初級X射線",。若以初級X射線為激發(fā)手段，用以照射寶石樣品，會造成寶石的原子內(nèi)的電子發(fā)生電離,，使內(nèi)層軌道的電子脫離原子,，形成一個電子空位，原子處于“激發(fā)態(tài)",，這樣外層電子就會自動向內(nèi)層躍遷,，填補內(nèi)層電子空位，進而發(fā)射出一定能量的X射線,。由于它的波長和能量與原來照射的X射線不同,，即發(fā)出“次級X射線"。人們將這種由于X射線照射寶石而產(chǎn)生的次級X射線稱X射線熒光,。通常,，X射線熒光只包含特征X射譜線，而缺乏連續(xù)X射線譜,。
當能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時,，驅(qū)逐一個內(nèi)層電子而出現(xiàn)一個空穴，使整個原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài),，激發(fā)態(tài)原子壽命約為10-12～10-14秒,，然后自發(fā)地由能量高的狀態(tài)躍遷到能量低的狀態(tài)。這個過程稱為弛豫過程,。弛豫過程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷,。當較外層的電子躍遷到空穴時,，所釋放的能量隨即在原子內(nèi)部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應(yīng),，亦稱次級光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng),，所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。它的能量是特征的,，與入射輻射的能量無關(guān),。當較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不在原子內(nèi)被吸收，而是以輻射形式放出,，便產(chǎn)生X射線熒光,，其能量等于兩能級之間的能量差。因此,，X射線熒光的能量或波長是特征性的,，與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。圖2-2-1給出了X射線熒光和俄歇電子產(chǎn)生過程示意圖,。
K層電子被逐出后,，其空穴可以被外層中任一電子所填充，從而可產(chǎn)生一系列的譜線，稱為K系譜線,。由L層躍遷到K層輻射的X射線叫Ka射線,，由M層躍遷到K層輻射的X射線叫Kβ射線。同樣,，L層電子被逐出可以產(chǎn)生L系輻射,。如果入射的X射線使某元素的K層電子激發(fā)成光電子后L層電子躍遷到K層，此時就有能量△E釋放出來,，且△E=EK-EL,，這個能量是以X射線形式釋放，產(chǎn)生的就是Ka射線,，同樣還可以產(chǎn)生Kβ射線,、L系射線等。