X射線螢光光譜儀 (XRF) 的組成？
X射線螢光光譜儀 (XRF) 是一種非破壞性的元素分析儀器，可透過高能量 X 射線照射樣品，激發樣品中的原子並產生特徵 X 射線，再利用這些特徵 X 射線來分析樣品中的元素成分和含量。XRF 螢光光譜儀廣泛應用於地質勘探、金屬冶煉、工業品檢測、環境監測、考古文物鑑定等領域。
目前市面上常見的 XRF 螢光光譜儀，無論是桌上型還是手持式，通常包含以下四種主要元件：
1. X 光發射管
X 光發射管是 XRF 螢光光譜儀的核心部件，負責產生高能量 X 射線。X 光發射管的工作原理是利用高電壓加速電子撞擊陽極靶材，例如銠 (Rh)、銀 (Ag)、鉻 (Cr)、鉬 (Mo)、鎢 (W) 等，使原子內層電子被擊出，產生空穴。為填補空穴，外層電子躍遷到內層，並釋放出能量以 X 射線的形式發射出來。
X 光發射管的性能對 XRF 螢光光譜儀的分析精度和靈敏度有重要影響。常見的 X 光發射管類型包括：
- 端窗口 X 光發射管：結構簡單，成本較低，但 X 射線強度較弱。
- 側窗口 X 光發射管：X 射線強度較高，但易受污染。
- 零窗口 X 光發射管：X 射線強度高，且不易受污染，但成本較高。
2. 樣品負載裝置
樣品負載裝置負責將樣品置於 X 射線照射和 X 射線檢測的位置。樣品負載裝置的設計需考慮樣品的大小、形狀和狀態等因素。
- 手持式 XRF 螢光光譜儀：通常採用直接檢測的方法，發射源周圍設有光遮罩以防止干擾。樣品通常直接放置在探頭窗口上進行分析。
- 桌上型 XRF 螢光光譜儀：樣品需要放置在樣品載台上進行分析。樣品載台可提供多種樣品固定方式，並可調節樣品與 X 射線發射管和 X 射線檢測器的距離。
3. X 射線偵測器
X 射線檢測器負責檢測樣品發射的特徵 X 射線，並將其轉換成電信號。X 射線檢測器的性能對 XRF 螢光光譜儀的分析精度和靈敏度有重要影響。
常見的 X 射線檢測器類型包括：
- 氣體填充比例計數偵測器：工作原理是利用 X 射線與氣體中的原子相互作用，產生電離，並利用電離室收集電荷。
- 固態偵測器：工作原理是利用 X 射線與半導體材料相互作用，產生電荷載流子，並利用電極收集電荷。
固態偵測器具有體積小、重量輕、分辨率高、靈敏度高等優點，已逐漸成為主流的 X 射線檢測器。
4. 數據處理系統
數據處理系統負責收集、分析和處理 X 射線檢測器輸出的電信號，並將其轉換成元素濃度或含量數據。數據處理系統通常包括以下部分：
- 多頻道分析儀 (MCA)：用於測量脈衝振幅並將訊號處理成 X 光能量光譜。
- 譜分析軟件：用於分析 X 光能量光譜，並計算出樣品中元素濃度或含量。
- 顯示和儲存設備：用於顯示和儲存分析數據。
數據處理系統的性能對 XRF 螢光光譜儀的分析效率和可靠性有重要影響。
除了上述四種主要元件外，XRF 螢光光譜儀還可能包含其他輔助元件，例如真空系統、冷卻系統、電源等。這些輔助元件對 XRF 螢光光譜儀的性能也有一定的影響。