Принцип работы рентгеновского спектрометра

Работа любого энергодисперсионного (ЭД) рентгенофлуоресцентного (РФ) спектрометра (анализатора) основана на рентгеновском излучении и принципах РФ спектрометрии. РФ спектрометрия применяется, в частности, для выявления элементов в веществах и их количественного анализа. Работает это следующим образом.

Принцип рентгеновской флуоресцентции

Системы ЭД рентгенофлуоресцентных спектрометров в механическом плане очень просты – в них практически нет движущихся частей. ЭД РФ система обычно состоит из трех основных компонентов: источник возбуждения (рентгеновская трубка), детектор и блок сбора и обработки данных. Рентгеновская трубка излучает рентгеновские лучи, которые ударяют в образец, и атомы элементов этого образца производят ответные рентгеновские (характеристические) лучи. Каждый элемент испускает характерные только ему рентгеновские лучи. Это явление называется флуоресценцией. Количество элемента определяется путем подсчета количества этих лучей. Ответные рентгеновские лучи улавливаются детектором и обрабатываются в виде спектра. Программа рассчитывает концентрации элементов по химическому составу по базе полученного спектра.

Принцип работы рентгенофлуоресцентного спектрометра

Количественный анализ в РФ спектрометрии обычно проводится с помощью эмпирических методов или фундаментальных параметров (ФП).

Метод фундаментальных параметров: метод т.н. "бесстандартного" анализа, на котором основана базовая программа. Позволяет рассчитать концентрации любого набора элементов в исследуемом образце. Пользователю не нужно калибровать рентгеновский спектрометр по эталонам и образцам с известным содержанием интересующих элементов; метод фундаментальных параметров использует теоретические модели взаимодействия рентгеновского излучения с веществом и величины, характеризующие каждый определенный тип спектрометра.

Эмпирическая калибровка: при необходимости возможно построение "калибровочных кривых" по специфическим задачам пользователя. Он основан на построении градуировочных характеристик (эмпирических зависимостей интенсивностей линий флуоресцентного излучения элементов от концентрации этих элементов в веществе). Эти зависимости получают путем измерения образцов сходных по составу с интересующими и с известными концентрациями нужных элементов. Данный способ позволяет достичь более высокой точности анализа, но требует наличия стандартных образцов.