دستگاه XRF یا فلوئورسانس اشعه ایکس X-Ray Fluorescence از رایج ترین دستگاهای آنالیز مواد می باشد که بدون اثر تخریبی، ترکیب عناصر موجود در ماده را از نظر کیفی و کمی شناسایی می کند. اصول کار با دستگاه XRF مانند دستگاه XRD بر پایه تابش اشعه ایکس می باشد، با این وجود تفاوت های بسیاری در نوع تشخیص وجود دارد. دستگاه XRF در آنالیز طیف گسترده ای از مواد از جمله انواع سنگ ها، مواد معدنی، رسوبات و … به کار برده می شود. در دستگاه XRF تعیین نوع و مقدار عنصر با اندازه گیری فلورسانس اشعه X یا اشعه ایکس ثانویه ناشی ازتابش اشعه ایکس اولیه به نمونه صورت می گیرد. هر کدام از عناصر دارای یک تابش فلورسانس میباشند که به عنوان اثر انگشت آن عنصر شناخته می شود و منحصر به فرد است. از این رو دستگاه طیف سنج XRF از تجهیزات ایده آل و کاربردی در آنالیز ترکیبات ماده به شمار می رود.

بخش های اصلی دستگاه XRF

• منبع x-ray
• نگهدارنده نمونه
• کلیماتور (Collimator)
• کریستال آنالیز کننده
• دتکتور یا آشکار ساز

اساس کار دستگاه XRF

در دستگاه فلوئورسانس اشعه ایکس XRF، نمونه آنالیز به صورت جامد یا مایع در معرض اشعه پر قدرت X (اشعه ایکس اولیه) قرار می گیرد. همانطور که می دانیم بیشتر اتم ها چندین لایه اوربیتال االکترونی ( لایه K،L،M و …) دارند. در دستگاه XRF هنگامی که پرتویی با انرژی بالا (طول موج کم) مانند اشعه X به اتم ها تابیده می شود انتقال الکترون از لایه های درونی تر به لایه های بالاتر صورت می گیرد. این انتقال الکترون به لایه های بالاتر باعث به وجود آمدن یک حفره خالی در لایه درونی اتم می شود و یک حالت ناپایدار ایجاد می گردد. در نتیجه ناپایداری اتم، یک الکترون از میان لایه ها ی خارجی تر به درون این حفره منتقل می شود. انتقال الکترون به درون حفره در لایه پایینتر با آزاد شدن انرژی همراه می باشد. این انرژی به صورت نور آزاد شده و مقدار آن برابر با اختلاف انرژی بین دولایه ای می باشد که الکترون روی آنها جابجا میشود. این پرتو همان تابش فلورسانس اتم می باشد که اصطلاحا اشعه ایکس ثانویه نامیده می شود و انرژی کمتر از پرتو X اولیه دارد. اساس کار با دستگاه XRF اندازه گیری انرژی و شدت این پرتو X ثانویه می باشد. اندازه گیری پرتو X ثانویه به دو روش WDS و EDS انجام میگیرد. در روش EDS هنگامی که پرتو X ثانویه از نمونه منتشر می شود، شدت و انرژی آن مستقیما توسط دتکتور اندازه گیری می شود. اما در روش WDX ابتدا پرتو توسط یک کلیماتور (Collimator) به صورت موازی درآمده و سپس با برخورد به یک بلور آنالیز کننده (معمولا فلورید سدیم NaF) همانند آنچه در دستگاه XRD اتفاق می افتد بازتابش یافته و توسط دتکتور اندازه گیری می شود.

فهرست مطالب:

مقدمه

تعریف دستگاه

قابلیت ها

مزایا

معایب

محدودیت ها

اجزای دستگاه XRF

انواع خطاهای دستگاه

خطای تصادفی

خطای سیستماتیک

سیگنال ها

حساسیت

کاربرد در پترولوژی

دقت

ارائه اطلاعات

اساس کار دستگاه

صحت دستگاه

آماده سازی نمونه

قرصهای تهیه شده از نمونه

قرص ذوبی

قرص تحت فشار

کالیبره کردن دستگاه

و…