x荧光光谱仪的工作原理

x荧光光谱仪的工作原理

当用X射线照射样品表面时，样品可以被激发出不同波长或者能量的X射线荧光。这就要求把不同波长或不同能量的X射线区分开，并分别进行测出不同波长不同能量X射线的强度。从而进行定性和定量分析从原子的内部结构进行分析，当原子受到X射线光子（原级X射线）或其他微观粒子的激发使原子内层电子电离而出现空位，原子内层电子重新配位,较外层的电子跃迁到内层电子空位，并同时故射出次级X射线光子，此即X射线荧光.较外层电子跃迁到内发层电子空位所释放的能量等于两电子能级的能量差。X射线荧光的波长对不同元素有不同的特征，特征光谱满足莫塞莱定律。

即元素的X射线特征光谱波长倒数的平方根与原子序数成正比。这是便携式X射线荧光光谱仪的原理。

手持式土壤重金属检测仪

所激发出的X射线既有一定的波长，同时又带有一定的能量，因此，便携式X射线荧光光谱仪又分为两种基本类型：波长色散形和能量色散型。

无论是波长型色散光谱仪还是能量型色散光谱仪，它们都需要用X射线管作为激发光源。

X射线管中的灯丝和靶极密封在抽成其空的金属罩内，灯丝和靶极之间加到40V的高压后，灯丝发射的电子经高压电场加速撞击到靶极上，产生X射线。X射线管产生的一次X射线，作为激发X射线荧光的辐射源。只有当一次X射线的波长短于受激发元素的吸收限时，才能激发出X射线荧光。

X射线管的靶材和工作电压决定了可有效激发受激元素的一次X射线的强度。管工作电压升高，短波长一次X射线比例增加，所产生的X射线荧光的强度也会增加。

X射线管产生的X射线照射到样品上时,激发出样品元素的特征X射线。X射线管消耗一部分功率转变成热能使X射线管升温，因此，在正常工作过程中，必须对靶极进行不断冷却。

便携式X射线荧光光谱仪的另一个主要系统就是分光系统。而分光系统的主要部件是晶体分光器，它的作用是把不同波长的X射线分开。当波氏为λ的X射线以θ角照射到晶体时，如果晶面间距为d，则在出射角θ的方向，可以看到波长为λ=2dsinθ的X射线。改变θ角,可观测到另外波长的射线，也就是说，连续转动分光晶体和检测器，就可接收到不同波长的X射线荧光，从而可以用X射线荧光光谱仪来分析不同的金属元素。

X射线照射到晶体表面后可产生光，再由光电倍增管放大后，得到脉冲信号。这种脉冲信号被仪器的记录系统记录下来，记录后的数据用于分析其元素组成。

便携式X荧光光谱仪

便携式X射线荧光光谱仪具有以下特点：第一是分析速度快,只需要几十秒至几分钟内就可同时分析样品中的多个元素；第二是分析准确度高，用于物质成分分析一般可达10—3g/g〜10—6g/g；用质子激发时，检出限可达lOg/g-12g/g；第三是无损检测，这对于文物样品分析至关承要；第四是分析范闱广，可测定包括原子序数;Z≥3的所有元素；第五是制样简单,对于固体、粉末,液体甚至气体样品都可进行分析；第六是除用于物质成分的定性、定量分析外，X射线荧光光谱仪还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究.

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