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XRF歸納之X射線(xiàn)熒光光譜儀工作原理
XRF歸納之X射線(xiàn)熒光光譜儀工作原理
【摘要】
X射線(xiàn)熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個(gè)穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。
XRF測(cè)試作為常用測(cè)試之一，但仍有許多同學(xué)不太了解其工作原理，本篇文章由科學(xué)指南針科研服務(wù)平臺(tái)給大家介紹X射線(xiàn)熒光光譜儀工作原理。
X射線(xiàn)熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個(gè)穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自*的能量在各自的固定軌道上運(yùn)行，內(nèi)層電子（如K層）在足夠能量的X射線(xiàn)照射下脫離原子的束縛，釋放出來(lái)，電子的逐放會(huì)導(dǎo)致該電子殼層出現(xiàn)相應(yīng)的電子空位。這時(shí)處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會(huì)躍遷到該低能量電子殼層來(lái)填補(bǔ)相應(yīng)的電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距，這些能量上的差以二次X射線(xiàn)的形式釋放出來(lái)，不同的元素所釋放出來(lái)的二次X射線(xiàn)具有特定的能量特性。這一個(gè)過(guò)程就是我們所說(shuō)的X射線(xiàn)熒光(XRF)。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(xiàn)，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線(xiàn)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
式中K和S是常數(shù)。而根據(jù)量子理論，X射線(xiàn)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=hC/λ
式中，E為X射線(xiàn)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(xiàn)的波長(zhǎng)或者能量，就可以知道元素的種類(lèi)，這就是熒光X射線(xiàn)定性分析的基礎(chǔ)。將樣品中有待分析的各種元素利用X射線(xiàn)轟擊使其發(fā)射其特征譜線(xiàn),經(jīng)過(guò)狹縫準(zhǔn)直,使其近似平行光照射到分光晶體上,對(duì)己知其面間距為d的分光晶體點(diǎn)陣面上的輻射加以衍射。依據(jù)布拉格定律,適用公式nλ=Zdsinθ。
對(duì)于晶體的每一種角位置,只可能有一種波長(zhǎng)的輻射可被衍射,而這種輻射的強(qiáng)度則可用合適的計(jì)數(shù)器加以測(cè)量。分析樣品時(shí),鑒定所發(fā)射光譜中的特征譜線(xiàn),就完成了定性分析;再將這些譜線(xiàn)的強(qiáng)度和某種適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的譜線(xiàn)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比,就完成了定量分析。
以上僅為科學(xué)指南針平臺(tái)的自我總結(jié)，故此分享給大家，希望可以幫助大家對(duì)測(cè)試更了解，如有測(cè)試需求，可以和科學(xué)指南針聯(lián)系，我們會(huì)給與您最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和好的服務(wù)體驗(yàn)，惟祝科研工作者可以更輕松的工作。