X熒光光譜儀的原理及應用

X射線光譜儀與物質的相互作用主要有熒光、吸收和散射三種。X熒光光譜儀是一種波長較短的電磁輻射，通常是指能t范圍在0.1^-100keV的光子。X射線熒光光譜儀是由物質中的組成元素產(chǎn)生的特征輻射，通過側里和分析樣品產(chǎn)生的x射線熒光，即可獲知樣品中的元素組成，得到物質成分的定性和定量信息。

特征x射線的產(chǎn)生與特性

當用高能電子束照射樣品時，人射高能電子被樣品中的電子減速，這種帶電拉子的負的加速度會產(chǎn)生寬帶的連續(xù)X射線譜，簡稱為連續(xù)潛或韌致輻射。另一方面，化學元素受到高能光子或粒子的照射，如內層電子被激發(fā)，則當外層電子躍遷時，就會放射出特征X射線。特征X射線是一種分離的不連續(xù)譜。如果激發(fā)光源為x射線，則受激產(chǎn)生的x射線稱為二次X射線或X射線熒光。特征x射線顯示了特征x射線光譜儀產(chǎn)生的過程。

當人射x射線撞擊原子中的電子時，如光子能量大于原子中的電子束縛能，電子就會被擊出。這一相互作用過程被稱為光電效應，被打出的電子稱為光電子。通過研究光電子或光電效應可以獲得關于原子結構和成鍵狀態(tài)的信息。在這一過程中，如人射光束的能量大得足以擊出外射原子中的內層電子，就會在原子的內殼層產(chǎn)生空穴，這時的原子處于非穩(wěn)態(tài)，層電子會從高能軌道躍遷到低能軌道來充填軌道空穴線的形式釋放，原子恢復到穩(wěn)態(tài)。如果空穴在K，L，，多余的能量就會以xM殼層產(chǎn)生，就會相應產(chǎn)生K，L，M系X射線。

光電子出射時有可能再次激發(fā)出原子中的其他電子，生成的光電子被稱為俄歇電子，產(chǎn)生新的光電子。這一過程被稱之為俄歇效應一元素受激發(fā)后輻射出的X射線光子的能量等于受激原子中過渡電子在初始能態(tài)和終能態(tài)的能量差別，即發(fā)射的X射線光子能量與該特定元素的電子能態(tài)差成正比X射線熒光光譜儀是來源于樣品組成的特征輻射。通過側定和分析X射線的能量或波長，即可獲知其為何種元素，故可用來識別物質組成，定量分析物質中的元素含量。

應用領域

核技術在醫(yī)學研究與應用中占有重要地位，當應用于與人類生命直接相關的醫(yī)療領域時，可用于治療和診斷的同時，也可能損傷健康的細胞，因此放射劑量學研究在上也收到了廣泛重視。

目前XRF分析專家們已普遍走出了單純進行分析側試研究的范疇，廣泛開展了分析數(shù)據(jù)與所包含信息的相關性研究，試圖揭示出分析結果與疾病及環(huán)境變化等的內在聯(lián)系，為疾病診斷與預防、環(huán)境預測與治理等提供科學依據(jù)。

如今，X熒光光譜儀技術已成功應用于環(huán)境、食物鏈、動植物、農(nóng)產(chǎn)品、人體組織細胞及器官、生物醫(yī)學材料、組織細胞、醫(yī)學試劑、動植物器官、代謝產(chǎn)物中的無機元素測定。

在人們的日常生活中，許多材料都含有濃度不等的重金屬元素，例如鉛、鉻、汞等。這些元素對人體有毒有害，其含量如超出允許范圍，會極大損害人的健康，包括人的行為能力和智力水平。因此，歐盟針對塑料產(chǎn)品等的新標準以及對有毒有害元素含量有了更為嚴格的限制。

我國每年有大量塑材出口，這一標準的實施對我國原材料生產(chǎn)和出口有著極大的影響。而XRF光譜儀技術則特別適合于用來監(jiān)控相關材料中的有毒有害元素的含量，該技術已廣泛應用于實際生產(chǎn)質控制。

此外，XRF光譜儀在無損檢測方面，具有其他分析技術*的優(yōu)點，利用X射線光譜儀掃描方法探測材料表層下面的缺陷是X射線無損檢側技術的一個重要應用領域。