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主营产品:X射线荧光光谱仪

X荧光光谱仪的原理及应用

点击次数:278  发布时间:2020-06-08

X射线光谱仪与物质的相互作用主要有荧光、吸收和散射三种。X荧光光谱仪是一种波长较短的电磁辐射,通常是指能t范围在0.1^-100keV的光子。X射线荧光光谱仪是由物质中的组成元素产生的特征辐射,通过侧里和分析样品产生的x射线荧光,即可获知样品中的元素组成,得到物质成分的定性和定量信息。

 

特征x射线的产生与特性

 

当用高能电子束照射样品时,人射高能电子被样品中的电子减速,这种带电拉子的负的加速度会产生宽带的连续X射线谱,简称为连续潜或韧致辐射。另一方面,化学元素受到高能光子或粒子的照射,如内层电子被激发,则当外层电子跃迁时,就会放射出特征X射线。特征X射线是一种分离的不连续谱。如果激发光源为x射线,则受激产生的x射线称为二次X射线或X射线荧光。特征x射线显示了特征x射线光谱仪产生的过程。

 

当人射x射线撞击原子中的电子时,如光子能量大于原子中的电子束缚能,电子就会被击出。这一相互作用过程被称为光电效应,被打出的电子称为光电子。通过研究光电子或光电效应可以获得关于原子结构和成键状态的信息。在这一过程中,如人射光束的能量大得足以击出外射原子中的内层电子,就会在原子的内壳层产生空穴,这时的原子处于非稳态,层电子会从高能轨道跃迁到低能轨道来充填轨道空穴线的形式释放,原子恢复到稳态。如果空穴在K,L,,多余的能量就会以xM壳层产生,就会相应产生K,L,M系X射线。

 

光电子出射时有可能再次激发出原子中的其他电子,生成的光电子被称为俄歇电子,产生新的光电子。这一过程被称之为俄歇效应一元素受激发后辐射出的X射线光子的能量等于受激原子中过渡电子在初始能态和终能态的能量差别,即发射的X射线光子能量与该特定元素的电子能态差成正比X射线荧光光谱仪是来源于样品组成的特征辐射。通过侧定和分析X射线的能量或波长,即可获知其为何种元素,故可用来识别物质组成,定量分析物质中的元素含量。

 

应用领域

 

核技术在医学研究与应用中占有重要地位,当应用于与人类生命直接相关的医疗领域时,可用于治疗和诊断的同时,也可能损伤健康的细胞,因此放射剂量学研究在国际上也收到了广泛重视。

 

目前XRF分析专家们已普遍走出了单纯进行分析侧试研究的范畴,广泛开展了分析数据与所包含信息的相关性研究,试图揭示出分析结果与疾病及环境变化等的内在联系,为疾病诊断与预防、环境预测与治理等提供科学依据。

 

如今,X荧光光谱仪技术已成功应用于环境、食物链、动植物、农产品、人体组织细胞及器官、生物医学材料、组织细胞、医学试剂、动植物器官、代谢产物中的无机元素测定。

 

在人们的日常生活中,许多材料都含有浓度不等的重金属元素,例如铅、铬、汞等。这些元素对人体有毒有害,其含量如超出允许范围,会极大损害人的健康,包括人的行为能力和智力水平。因此,欧盟针对塑料产品等的新标准以及对有毒有害元素含量有了更为严格的限制。

 

我国每年有大量塑材出口,这一标准的实施对我国原材料生产和出口有着极大的影响。而XRF光谱仪技术则特别适合于用来监控相关材料中的有毒有害元素的含量,该技术已广泛应用于实际生产质控制。

 

此外,XRF光谱仪在无损检测方面,具有其他分析技术无法比拟的优点,利用X射线光谱仪扫描方法探测材料表层下面的缺陷是X射线无损检侧技术的一个重要应用领域。

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