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生的特征輻射，通過側里和分析樣品產生的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生寬帶的連續X射線譜，簡稱為連續潛或韌致輻射。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，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譜。如果激發光源為x射線，則受激產生的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生空穴，這時的原子處于非穩態，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，原子恢復到穩態。如果空穴在K，L，，多余的能量就會以xM殼層產生，就會相應產生K，L，M系X射線。

光電子出射時有可能再次激發出原子中的其他電子，生成的光電子被稱為俄歇電子，產生新的光電子。這一過程被稱之為俄歇效應一元素受激發后輻射出的X射線光子的能量等于受激原子中過渡電子在初始能態和終能態的能量差別，即發射的X射線光子能量與該特定元素的電子能態差成正比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，廣泛開展了分析數據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境變化等的內在聯系，為疾病診斷與預防、環境預測與治理等提供科學依據。

如今，X熒光光譜儀技術已成功應用于環境、食物鏈、動植物、農產品、人體組織細胞及器官、生物醫學材料、組織細胞、醫學試劑、動植物器官、代謝產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。