关于X射线荧光分析仪的基本原理介绍

关于X射线荧光分析仪的基本原理介绍

        X射线荧光光谱仪通常可分为波长色散X射线荧光光谱仪和能量色散X射线荧光光谱仪两大类；
        波长色散光谱仪的主要部件包括激发源、光谱晶体、测角仪、探测器等，而能量色散光谱仪只需激发源和探测器以及相关的电子和控制元件，相对简单。
         X射线荧光分析仪的基本原理：
        当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子碰撞时，内层电子被排出，出现空穴；
        整个原子系统处于不稳定的激发态，激发态原子的寿命约为10-12-10-14s，然后自发地从高能态跃迁到低能态。
        这个过程称为松弛过程。弛豫过程可以是非辐射跃迁或辐射跃迁。
        当外层中的电子跃迁到空穴中时，释放的能量随后被原子内部吸收，并从外层中的另一个次级光电子中排出；
        这称为俄歇效应，也称为二次光电子。光电效应或无辐射效应，被排出的二次光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的并且与入射辐射的能量无关。
        当外层电子跃入内层空穴释放的能量不被原子吸收，而是以辐射的形式释放时，产生X射线荧光，其能量等于两个能级之间的能量差。
        因此，X射线荧光的能量或波长具有特征性，与元素具有一一对应的关系。
         K层电子被排出后，它的空穴可以被外层的任何电子填充，从而产生一系列谱线，称为K线谱线：
        从 L 层跃迁到 K 层辐射 X 射线称为 Kα 射线，从 M 层跃迁到 K 层所辐射的 X 射线称为 Kβ 射线。
        类似地，L 层电子被排出以产生 L 系统辐射。
        如果入射的X射线把某种元素的K层电子激发成光电子，L层电子跃迁到K层，然后释放出能量ΔE，而ΔE=EK-EL，这个能量是根据在 X 光片上它以线的形式释放，产生Kα射线，也可以产生Kβ射线、L射线等。
        莫斯利（HGMoseley）发现荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，数学关系如下：
         λ=K(Zs)-2
        这是莫斯利定律，其中 K 和 S 是常数。因此，只要测量荧光X射线的波长，就可以知道元素的种类，这是对荧光X射线进行定性分析的基础。
        此外，荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此可以进行元素的定量分析。