高性能X射線熒光分析儀物理和化學(xué)分析原理

　　高性能X射線熒光分析儀是一種快速的、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(huà)和壁畫(huà)。

　　高性能X射線熒光分析儀的物理原理

　　當(dāng)材料暴露在短波長(zhǎng)X光檢查，或伽馬射線，其組成原子可能發(fā)生電離，如果原子是暴露于輻射與能源大于它的電離勢(shì)，足以驅(qū)逐內(nèi)層軌道的電子，然而這使原子的電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在外軌道的電子會(huì)“回補(bǔ)”進(jìn)入低軌道，以下來(lái)的洞。在“回補(bǔ)”的過(guò)程會(huì)釋出多余的能源，光子能量是相等兩個(gè)軌道的能量差異的。因此，物質(zhì)放射出的輻射，這是原子的能量特性。

　　XRF用X光或其他激發(fā)源照射待分析樣品，樣品中的元素之內(nèi)層電子被擊出后，造成核外電子的躍遷，在被激發(fā)的電子返回基態(tài)的時(shí)候，會(huì)放射出特征X光；不同的元素會(huì)放射出各自的特征X光，具有不同的能量或波長(zhǎng)特性。檢測(cè)器(Detector)接受這些X光，儀器軟件系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的信號(hào)。這一現(xiàn)象廣泛用于元素分析和化學(xué)分析，特別是在研究金屬，玻璃，陶瓷和建筑材料，以及在地球化學(xué)研究、法醫(yī)學(xué)、電子產(chǎn)品進(jìn)料品管（EURoHS）和考古學(xué)等領(lǐng)域，在某種程度上與原子吸收光譜儀互補(bǔ)，減少工廠附設(shè)的品管實(shí)驗(yàn)室之分析人力投入。

　　X射線熒光光譜法在化學(xué)分析

　　主要使用X射線束激發(fā)熒光輻射。到了現(xiàn)在，該方法作為非破壞性分析技術(shù)，并作為過(guò)程控制的工具，廣泛應(yīng)用于采掘和加工工業(yè)。原則上，輕的元素，可分析出鈹（z=4），但由于儀器的局限性和輕元素的低X射線產(chǎn)量，往往難以量化，所以針對(duì)能量分散式的高性能X射線熒光分析儀，可以分析從輕元素的鈉（z=11）到鈾，而波長(zhǎng)分散式則為從輕元素的硼到鈾。