Рентгенофлуоресцентный анализ
Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) — один из современных
В качестве источника излучения могут использоваться как рентгеновские трубки, так и изотопы каких-либо элементов. Поскольку каждая страна имеет свои требования к ввозу и вывозу излучающих изотопов, в производстве рентгенофлуоресцентной техники в последнее время стараются использовать, как правило, рентгеновскую трубку. Трубки могут быть как с родиевым, так и с медным, молибденовым, серебряным или другим анодом. Анод трубки, в некоторых случаях, выбирается в зависимости от типа задачи (элементов, требующих анализа), для решения которой будет использоваться данный прибор. Для разных групп элементов используются различные значения силы тока и напряжения на трубке. Для исследования лёгких элементов вполне достаточно установить напряжение 10 кВ, для средних 20-30 кВ, для тяжелых — 40-50 кВ. Кроме того, при исследовании лёгких элементов большое влияние на спектр оказывает атмосфера, поэтому камеру с образцом либо вакуумируют либо заполняют гелием. После возбуждения спектр регистрируется на специальном детекторе. Чем лучше спектральное разрешение детектора, тем точнее он сможет отделять друг от друга фотоны от разных элементов, что в свою очередь скажется и на точности самого прибора. В настоящее время[когда?] наилучшей возможной разрешающей способностью детектора является 123 эВ.
После попадания на детектор фотон преобразовывается в импульс напряжения, который в свою очередь подсчитывается счётной электроникой и наконец передается на компьютер. Ниже приведён пример спектра, полученный при анализе корундовой ступки (содержание Al2O3 более 98 %, концентрации
Рентгенофлуоресцентный метод широко используется в промышленности, научных лабораториях. Благодаря простоте, возможности экспресс-анализа, точности, отсутствию сложной пробоподготовки, сферы его применения продолжают расширяться.
История
Впервые описание РФА метода количественного анализа было опубликовано в 1928 году учеными Глокером и Шрайбером, а сам рентгенофлуоресцентный прибор был создан только в 1948 году Фридманом и Берксом. Он использовал
С появлением компьютеров вся аналитическая часть была автоматизирована и контроль начал осуществляться с клавиатуры или панели прибора. РФА приборы стали так популярны, что даже были включены в миссии Аполлон 15 и 16.
Современные межпланетные аппараты также оснащаются подобными спектрометрами, что позволяет определять химический состав горных пород на других планетах.
В последние годы появилось программное обеспечение для рентгенофлуоресцентного анализа состава, основанное на методе фундаментальных параметров. Суть метода заключается в решении системы дифференциальных уравнений, связывающих между собой интенсивность рентгеновского излучения на определенной длине волны с концентрацией элемента в пробе (с учетом влияния остальных элементов). Этот метод подходит для контроля качества образцов с заранее известным составом, так как требуется эталон с аналогичным составом для калибровки (градуировки) анализатора.[1]
Применение
- Экология и охрана окружающей среды: определение тяжёлых металлов в почвах, осадках, воде, аэрозолях и др.
- Геология и минералогия: качественный и количественный анализ почв, минералов, горных пород и др.
- Металлургия и химическая индустрия: контроль качества сырья, производственного процесса и готовой продукции
- Лакокрасочная промышленность: анализ свинцовых красок
- Ювелирная промышленность: измерение концентраций ценных металлов
- Нефтяная промышленность: определение загрязнений нефти и топлива
- Пищевая промышленность: определение токсичных металлов в пищевых ингредиентах
- Сельское хозяйство: анализ микроэлементов в почвах и сельскохозяйственных продуктах
- Археология: элементный анализ, датирование археологических находок
- Искусство: изучение картин, скульптур, для проведения анализа и экспертиз
См. также
- Рентгеноспектральный анализ
- Спектроскопия
- Спектрометр
- Рентгенофлуоресцентный спектрометр
- Волнодисперсионный спектрометр
- Портативный спектрометр
- Флуоресценция
- Анализатор золота
- Детектор рентгеновского излучения
- Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
Примечания
- ↑ Hans A. van Sprang Fundamental parameter methods in XRF spectroscopy // Advances in X-ray Analysis, Vol.42, 2000
Ссылки
- http://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/XRF.html
- http://archaeometry.missouri.edu/xrf_overview.html
- http://www.newbooks-services.de/MediaFiles/Texts/1/9781461436201_Excerpt_001.pdf
Для улучшения этой статьи желательно:
|