XRF分析元素的原理为何?

发布于 2014-09-23 22:35

原子中的电子可以透过吸收X光的能量,跃迁出原来的轨道,而这个能量必须大于该电子被原子核绑定在原轨道上的能量。当此内壳层轨道上的电子跃迁出去后,位于外壳层轨道,能量较高的电子,将填补这个空缺,并释放出以光子形式存在的能量(放出萤光),而且放出的这个能量,正好等于两个壳层之间的能量差。

这种因为电子跃迁而放出的萤光,我们称为元素的特征X光(此萤光也是种X光)。而且在某两相邻轨道间,电子跃迁放出的能量是恒定的,因此只要量测出这个萤光的值,就能够辨识特定的元素,这就是X射线萤光光谱仪 (XRF) 的基本原理。

XRF Principle

XRF 光谱仪原理

再者,元素放出某特定能量的萤光,其单位时间的光子数量跟样品中的待测物质相关。通常,X射线萤光光谱仪 (XRF) 以峰值强度或者计数率来表示这个值。而这个结果,会呈现在特征X光的谱线上,每种元素都有其所属的峰值;而且这些萤光谱线,都会呈现类似高斯分布的形状,原因是目前的感测器的解析度还不够完美。

因此,观测这些峰值,以及各个元素峰值的数量,我们就能得到某个样品的元素组成,并进一步透过计量,了解这些元素样品中的浓度比例,进一步了解整个样品的组成。