x熒光光譜儀的工作原理

當(dāng)用X射線照射樣品表面時(shí)，樣品可以被激發(fā)出不同波長或者能量的X射線熒光。這就要求把不同波長或不同能量的X射線區(qū)分開，并分別進(jìn)行測出不同波長不同能量X射線的強(qiáng)度。從而進(jìn)行定性和定量分析從原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，當(dāng)原子受到X射線光子（原級(jí)X射線）或其他微觀粒子的激發(fā)使原子內(nèi)層電子電離而出現(xiàn)空位，原子內(nèi)層電子重新配位,較外層的電子躍遷到內(nèi)層電子空位，并同時(shí)故射出次級(jí)X射線光子，此即X射線熒光.較外層電子躍遷到內(nèi)發(fā)層電子空位所釋放的能量等于兩電子能級(jí)的能量差。X射線熒光的波長對(duì)不同元素有不同的特征，特征光譜滿足莫塞萊定律。

即元素的X射線特征光譜波長倒數(shù)的平方根與原子序數(shù)成正比。這是便攜式X射線熒光光譜儀的原理。

手持式土壤重金屬檢測儀

所激發(fā)出的X射線既有一定的波長，同時(shí)又帶有一定的能量，因此，便攜式X射線熒光光譜儀又分為兩種基本類型：波長色散形和能量色散型。

無論是波長型色散光譜儀還是能量型色散光譜儀，它們都需要用X射線管作為激發(fā)光源。

X射線管中的燈絲和靶極密封在抽成其空的金屬罩內(nèi)，燈絲和靶極之間加到40V的高壓后，燈絲發(fā)射的電子經(jīng)高壓電場加速撞擊到靶極上，產(chǎn)生X射線。X射線管產(chǎn)生的一次X射線，作為激發(fā)X射線熒光的輻射源。只有當(dāng)一次X射線的波長短于受激發(fā)元素的吸收限時(shí)，才能激發(fā)出X射線熒光。

X射線管的靶材和工作電壓決定了可有效激發(fā)受激元素的一次X射線的強(qiáng)度。管工作電壓升高，短波長一次X射線比例增加，所產(chǎn)生的X射線熒光的強(qiáng)度也會(huì)增加。

X射線管產(chǎn)生的X射線照射到樣品上時(shí),激發(fā)出樣品元素的特征X射線。X射線管消耗一部分功率轉(zhuǎn)變成熱能使X射線管升溫，因此，在正常工作過程中，必須對(duì)靶極進(jìn)行不斷冷卻。

便攜式X射線熒光光譜儀的另一個(gè)主要系統(tǒng)就是分光系統(tǒng)。而分光系統(tǒng)的主要部件是晶體分光器，它的作用是把不同波長的X射線分開。當(dāng)波氏為λ的X射線以θ角照射到晶體時(shí)，如果晶面間距為d，則在出射角θ的方向，可以看到波長為λ=2dsinθ的X射線。改變?chǔ)冉?可觀測到另外波長的射線，也就是說，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)分光晶體和檢測器，就可接收到不同波長的X射線熒光，從而可以用X射線熒光光譜儀來分析不同的金屬元素。

X射線照射到晶體表面后可產(chǎn)生光，再由光電倍增管放大后，得到脈沖信號(hào)。這種脈沖信號(hào)被儀器的記錄系統(tǒng)記錄下來，記錄后的數(shù)據(jù)用于分析其元素組成。

便攜式X熒光光譜儀

便攜式X射線熒光光譜儀具有以下特點(diǎn)：第一是分析速度快,只需要幾十秒至幾分鐘內(nèi)就可同時(shí)分析樣品中的多個(gè)元素；第二是分析準(zhǔn)確度高，用于物質(zhì)成分分析一般可達(dá)10—3g/g?10—6g/g；用質(zhì)子激發(fā)時(shí)，檢出限可達(dá)lOg/g-12g/g；第三是無損檢測，這對(duì)于文物樣品分析至關(guān)承要；第四是分析范闈廣，可測定包括原子序數(shù);Z≥3的所有元素；第五是制樣簡單,對(duì)于固體、粉末,液體甚至氣體樣品都可進(jìn)行分析；第六是除用于物質(zhì)成分的定性、定量分析外，X射線熒光光譜儀還可用于原子的基本性質(zhì)如氧化數(shù)、離子電荷、電負(fù)性和化學(xué)鍵等的研究.

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