В некоторых сферах деятельности — к примеру, в химической промышленности, производстве электротехнических компонентов или в ювелирном деле, — важное значение имеет чистота металла. Для определения его химического состава используется разнообразное оборудование, в том числе спектрометр рентгенофлуоресцентный.
Основные особенности оборудования
Рентгенофлуоресцентный спектрометр – аналитический прибор для определения элементного состава вещества. Метод основан на измерении вторичного (флуоресцентного) рентгеновского излучения, возникающего при облучении образца первичным пучком.
Процесс анализа следующий: образец облучается рентгеновскими лучами. Атомы элементов, входящих в состав образца, поглощают энергию рентгеновских фотонов. Электрон с внутренней электронной оболочки выбивается из атома, создавая вакансию. Вакансия заполняется электроном с внешней оболочки, что сопровождается испусканием кванта рентгеновского излучения с энергией, характерной для данного элемента.
Энергия испущенного рентгеновского фотона строго определена и соответствует разнице энергий между электронными оболочками. Измеряя энергию (или длину волны) и интенсивность флуоресцентного рентгеновского излучения, можно идентифицировать элементы, присутствующие в образце, и определить их концентрацию.
Основными компонентами спектрометра являются: источник рентгеновского излучения (рентгеновская трубка), коллиматоры (для формирования пучка рентгеновских лучей), держатель образца, анализатор (детектор рентгеновского излучения), электронная система обработки данных и компьютер.
Рентгеновская трубка – основной элемент, генерирующий первичное рентгеновское излучение. Внутри вакуумной трубки электроны, испущенные нагретым катодом, ускоряются высоким напряжением и бомбардируют анод, изготовленный из металла (например, родия, вольфрама, хрома). При столкновении электронов с анодом возникает рентгеновское излучение.
Анализатор (детектор) рентгеновского излучения регистрирует энергию и интенсивность флуоресцентных рентгеновских фотонов. Существуют два основных типа анализаторов: дисперсионные (волновые) и энергодисперсионные.
Дисперсионные анализаторы используют кристаллы-монохроматоры для разделения рентгеновских лучей по длинам волн. Поворачивая кристалл, можно последовательно измерять интенсивность излучения на разных длинах волн.
Энергодисперсионные анализаторы регистрируют энергию каждого рентгеновского фотона, попавшего на детектор. Они используют полупроводниковые детекторы (например, кремниевые), которые генерируют электрический импульс, пропорциональный энергии поглощенного фотона.
РФА-спектрометрия применяется в различных областях: геологии (анализ горных пород и минералов), металлургии (контроль состава сплавов), экологии (определение загрязнения окружающей среды), криминалистике (идентификация веществ), пищевой промышленности (контроль качества продуктов) и других. Метод позволяет проводить как качественный, так и количественный анализ широкого спектра материалов: твердых, жидких, порошкообразных. Преимущества метода: относительно быстрая и неразрушающая подготовка образцов, возможность анализа широкого круга элементов, высокая точность и воспроизводимость результатов.
При желании приобрести рентгенофлуоресцентный спектрометр можно в специализированной компании. Там же можно купить и другие виды оборудования, например анализатор рентгенофлуоресцентный портативный.
