Hvorfor er analysen af ​​lyselementer vanskelig ved anvendelse af røntgenfluorescens?

1. Lav røntgenenergier: Lette elementer (elementer med lave atomantal som B, C, N, O, F osv.) Udsender røntgenstråler med meget lave energier. Disse røntgenstråler med lav energi:

* absorberes let af selve prøven: Dette fænomen, kendt som selvabsorption, reducerer intensiteten af ​​de udsendte røntgenstråler, hvilket gør dem vanskelige at opdage.

* er meget modtagelige for luftabsorption: Selv små mængder luft mellem prøven og detektoren kan dæmpe disse lavenergi-røntgenstråler markant.

* kan absorberes af detektorvinduet: Mange XRF-detektorer har et vindue, der filtrerer røntgenstråler med lav energi for at beskytte detektoren. Dette reducerer signalet fra lette elementer.

2. Lav fluorescensudbytte: Lette elementer har relativt lav fluorescensudbytte, hvilket betyder, at kun en lille brøkdel af de ophidsede atomer faktisk udsender røntgenstråler. Dette reducerer den samlede signalintensitet.

3. Interferens fra baggrundsstråling: Røntgenbilleder med lav energi fra lette elementer kan let maskeres af baggrundsstråling, hvilket gør det vanskeligt at adskille signalet fra støj.

4. Begrænset følsomhed af standard XRF -instrumenter: De fleste standard XRF -instrumenter er designet til analyse af tungere elementer og er ikke optimeret til påvisning af lyselementer.

5. Matrixeffekter: Tilstedeværelsen af ​​andre elementer i prøven kan påvirke intensiteten af ​​de udsendte røntgenstråler fra lette elementer, hvilket gør det vanskeligt at nøjagtigt kvantificere deres koncentrationer.

overvinde disse begrænsninger:

På trods af disse udfordringer er der teknikker, der kan bruges til at forbedre analysen af ​​lyselementer ved hjælp af XRF:

* vakuum eller heliumatmosfære: Brug af en vakuum eller en heliumatmosfære kan minimere luftabsorption af røntgenbilleder med lav energi.

* Specielle detektorer: Detektorer specifikt designet til røntgenstråler med lav energi, såsom siliciumdriftdetektorer (SDD'er), kan øge følsomheden.

* Speciel prøveforberedelse: Tynde prøver eller specielle prøveindehavere kan minimere selvoptagelse.

* Avancerede dataanalyseteknikker: Sofistikerede algoritmer kan bruges til at kompensere for matrixeffekter og baggrundsstråling.

Alternative teknikker:

Andre analytiske teknikker, såsom:

* Elektronprobe mikroanalyse (EPMA): Giver højere følsomhed for lette elementer.

* røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS): Kan give information om den kemiske tilstand af lyselementer.

foretrækkes ofte til analyse af lyselementer, når XRF ikke er tilstrækkelig.