X熒光光譜儀的原理分析

 

X射線的產生：X熒光光譜儀通常使用X射線管作為激發源。在X射線管中，通過高壓加速電子，使其撞擊金屬靶材。當高速電子與靶材中的原子相互作用時，電子的能量會使靶材原子的內層電子被激發到高能級或被電離，外層電子會迅速填補內層電子的空位，從而輻射出具有特定能量和波長的X射線，這種X射線具有連續譜和特征譜。

 

X射線與物質的相互作用：當X射線照射到樣品上時，會與樣品中的原子發生相互作用。一部分X射線會被吸收，使原子中的內層電子被激發成為自由電子，這一過程稱為光電效應。被激發的電子稱為光電子。同時，原子外層電子會躍遷到內層空位，以填補電子空缺，在這個過程中，原子會輻射出具有特定能量的X射線，這種由樣品原子受激發而產生的X射線稱為二次X射線，也叫X熒光。

 

X熒光的檢測與分析：不同元素的原子由于其電子結構不同，產生的X熒光具有特定的能量和波長。X熒光光譜儀通過探測器檢測X熒光的能量和強度，并將其轉化為電信號。然后，通過多道脈沖分析器等設備對電信號進行處理和分析，將其轉換為X熒光光譜。根據X熒光光譜中各特征峰的位置和強度，可以定性和定量分析樣品中存在的元素及其含量。例如，特征峰的位置對應著不同元素的特征X射線能量，通過與已知元素的特征能量進行對比，就可以確定樣品中存在的元素種類；而特征峰的強度則與元素的含量相關，通過建立校準曲線等方法，可以根據峰強度計算出元素的含量。