X熒光光譜儀的原理分析

 

X射線的產(chǎn)生：X熒光光譜儀通常使用X射線管作為激發(fā)源。在X射線管中，通過(guò)高壓加速電子，使其撞擊金屬靶材。當(dāng)高速電子與靶材中的原子相互作用時(shí)，電子的能量會(huì)使靶材原子的內(nèi)層電子被激發(fā)到高能級(jí)或被電離，外層電子會(huì)迅速填補(bǔ)內(nèi)層電子的空位，從而輻射出具有特定能量和波長(zhǎng)的X射線，這種X射線具有連續(xù)譜和特征譜。

 

X射線與物質(zhì)的相互作用：當(dāng)X射線照射到樣品上時(shí)，會(huì)與樣品中的原子發(fā)生相互作用。一部分X射線會(huì)被吸收，使原子中的內(nèi)層電子被激發(fā)成為自由電子，這一過(guò)程稱為光電效應(yīng)。被激發(fā)的電子稱為光電子。同時(shí)，原子外層電子會(huì)躍遷到內(nèi)層空位，以填補(bǔ)電子空缺，在這個(gè)過(guò)程中，原子會(huì)輻射出具有特定能量的X射線，這種由樣品原子受激發(fā)而產(chǎn)生的X射線稱為二次X射線，也叫X熒光。

 

X熒光的檢測(cè)與分析：不同元素的原子由于其電子結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的X熒光具有特定的能量和波長(zhǎng)。X熒光光譜儀通過(guò)探測(cè)器檢測(cè)X熒光的能量和強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。然后，通過(guò)多道脈沖分析器等設(shè)備對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理和分析，將其轉(zhuǎn)換為X熒光光譜。根據(jù)X熒光光譜中各特征峰的位置和強(qiáng)度，可以定性和定量分析樣品中存在的元素及其含量。例如，特征峰的位置對(duì)應(yīng)著不同元素的特征X射線能量，通過(guò)與已知元素的特征能量進(jìn)行對(duì)比，就可以確定樣品中存在的元素種類；而特征峰的強(qiáng)度則與元素的含量相關(guān)，通過(guò)建立校準(zhǔn)曲線等方法，可以根據(jù)峰強(qiáng)度計(jì)算出元素的含量。