X射线萤光光谱仪 (XRF) 的组成？
X射线萤光光谱仪 (XRF) 是一种非破坏性的元素分析仪器，可透过高能量 X 射线照射样品，激发样品中的原子并产生特征 X 射线，再利用这些特征 X 射线来分析样品中的元素成分和含量。XRF 萤光光谱仪广泛应用于地质勘探、金属冶炼、工业品检测、环境监测、考古文物鉴定等领域。
目前市面上常见的 XRF 萤光光谱仪，无论是桌上型还是手持式，通常包含以下四种主要元件：
1. X 光发射管
X 光发射管是 XRF 萤光光谱仪的核心部件，负责产生高能量 X 射线。X 光发射管的工作原理是利用高电压加速电子撞击阳极靶材，例如铑 (Rh)、银 (Ag)、铬 (Cr)、钼 (Mo)、钨 (W) 等，使原子内层电子被击出，产生空穴。为填补空穴，外层电子跃迁到内层，并释放出能量以 X 射线的形式发射出来。
X 光发射管的性能对 XRF 萤光光谱仪的分析精度和灵敏度有重要影响。常见的 X 光发射管类型包括：
- 端窗口 X 光发射管：结构简单，成本较低，但 X 射线强度较弱。
- 侧窗口 X 光发射管：X 射线强度较高，但易受污染。
- 零窗口 X 光发射管：X 射线强度高，且不易受污染，但成本较高。
2. 样品负载装置
样品负载装置负责将样品置于 X 射线照射和 X 射线检测的位置。样品负载装置的设计需考虑样品的大小、形状和状态等因素。
- 手持式 XRF 萤光光谱仪：通常采用直接检测的方法，发射源周围设有光遮罩以防止干扰。样品通常直接放置在探头窗口上进行分析。
- 桌上型 XRF 萤光光谱仪：样品需要放置在样品载台上进行分析。样品载台可提供多种样品固定方式，并可调节样品与 X 射线发射管和 X 射线检测器的距离。
3. X 射线侦测器
X 射线检测器负责检测样品发射的特征 X 射线，并将其转换成电信号。X 射线检测器的性能对 XRF 萤光光谱仪的分析精度和灵敏度有重要影响。
常见的 X 射线检测器类型包括：
- 气体填充比例计数侦测器：工作原理是利用 X 射线与气体中的原子相互作用，产生电离，并利用电离室收集电荷。
- 固态侦测器：工作原理是利用 X 射线与半导体材料相互作用，产生电荷载流子，并利用电极收集电荷。
固态侦测器具有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高等优点，已逐渐成为主流的 X 射线检测器。
4. 数据处理系统
数据处理系统负责收集、分析和处理 X 射线检测器输出的电信号，并将其转换成元素浓度或含量数据。数据处理系统通常包括以下部分：
- 多频道分析仪 (MCA)：用于测量脉冲振幅并将讯号处理成 X 光能量光谱。
- 谱分析软件：用于分析 X 光能量光谱，并计算出样品中元素浓度或含量。
- 显示和储存设备：用于显示和储存分析数据。
数据处理系统的性能对 XRF 萤光光谱仪的分析效率和可靠性有重要影响。
除了上述四种主要元件外，XRF 萤光光谱仪还可能包含其他辅助元件，例如真空系统、冷却系统、电源等。这些辅助元件对 XRF 萤光光谱仪的性能也有一定的影响。