x射線熒光光譜分析的基礎(chǔ)知識-展示頁
2025-06-28 15:24本頁面
【正文】 光的輻射源， X射線管產(chǎn)生的X射線透過鈹窗入射到樣品上，激發(fā)出樣品元素的特征X射線，正常工作時，%左右轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線輻射，其余均變?yōu)闊崮苁筙射線管升溫，因此必須不斷的通冷卻水冷卻靶電極。圖14是X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是這兩類儀器的原理圖。二、X射線熒光光譜儀 用X射線照射試樣時，試樣可以被激發(fā)出各種波長的熒光X射線，需要把混合的X射線按波長（或能量）分開，分別測量不同波長（或能量）的X射線的強(qiáng)度，以進(jìn)行定性和定量分析，為此使用的儀器叫X射線熒光光譜儀。熒光X射線通過準(zhǔn)直器（C）成為近似平行的多色光束投向晶體（D）時，對于某一選定的晶體和入射角位置，只有一種波長滿足布拉格衍射公式：式中：n—衍射擊級數(shù)，一般用一級衍射擊，即n=1； λ—波長，nm；d—分光晶體的晶面間距，nm；θ—入射光束與晶體表面的夾角。 圖1為以準(zhǔn)直器與平面單晶相組合的波長色散型X射線熒光光譜儀光路示意圖。 因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。一、X射線熒光光譜分析的基本原理 元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系如下： λ=K(Z? s) ?2 式中K和S是常數(shù)。對分析化學(xué)家來說，24nm則是最輕元素Li的K系譜線?！禭射線熒光光譜分析的基礎(chǔ)知識》講義廖義兵X射線是一種電磁輻射，其波長介于紫外線和γ射線之間。它的波長沒有一個嚴(yán)格的界限。1923年赫維西(Hevesy, G. Von)提出了應(yīng)用X射線熒光光譜進(jìn)行定量分析，但由于受到當(dāng)時探測技術(shù)水平的限制，該法并未得到實(shí)際應(yīng)用，直到20世紀(jì)40年代后期，隨著X射線管、分光技術(shù)和半導(dǎo)體探測器技術(shù)的改進(jìn)，X熒光分析才開始進(jìn)入蓬勃發(fā)展的時期，成為一種極為重要分析手段。 而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為： E=hν=h C/λ式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此，可以進(jìn)行元素定量分析。圖1 平面晶體分光計(jì)光路示意圖A—X射線管；B—試料；C—準(zhǔn)直器；D—分光晶體；E—探測器由X射線管（A）發(fā)射出的X射線（稱為激發(fā)X射線或一次X射線）照射到試料（B），試料（B）中的元素被激發(fā)而產(chǎn)生特征輻射（稱為熒光X射線或二次X射線）。衍射光束在與入射光束成2θ角的方向出射，并由位于該方向的探測器（E）所接收，根據(jù)測得譜線的波長識別元素，而元素某一特征譜線
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