蛍光X線分析（XRF）は、物質中に存在する元素を理解するのに役立つ魅力的な技術です。高エネルギーX線を使って試料中の原子と相互作用させることによって、このようなことが可能になります。ここでは、その仕組みについて詳しく見ていきましょう。
蛍光X線の基本理論とは？5つのポイントを解説
1.X線と原子の相互作用
試料に高エネルギーのX線を照射すると、X線は試料中の原子の内部電子と相互作用します。
X線のエネルギーが十分であれば、内部の電子殻（通常はK殻またはL殻）の一つから電子が放出されます。
この放出によって内殻に空孔ができ、原子が不安定な状態になる。
2.特性X線の放出
安定性を取り戻すために、より高いエネルギー準位（外殻）の電子が内殻の空孔に落ちる。
2つの準位のエネルギー差はX線光子として放出される。この光子は、それが放出された元素に特有のエネルギーを持つ。
各元素には固有のエネルギー準位があるため、放出されたX線は元素固有のものとなり、試料に含まれる元素の同定が可能となる。
3.検出と分析
放出されたX線は、X線源と検出器からなる蛍光X線分析装置で検出されます。
検出器は、放出されたX線のエネルギーと強度を測定します。
検出されたX線からスペクトルが生成され、試料中の元素に対応するエネルギーのピークが示されます。これらのピークの高さは、元素の濃度と相関しています。
最新の蛍光X線分析装置は高感度で安定しており、正確で信頼性の高い元素分析が可能である。
4.試料の前処理
正確な蛍光X線分析には、試料の前処理が重要です。
一般的な方法には、圧搾ペレットを作ったり、試料を微粉末としてホモジナイズしたりする方法があります。
試料を適切に調製することで、X線ビームへの試料の均一な照射が可能になり、安定した結果が得られます。
5.アプリケーションと限界
XRFは、原材料や最終製品の品質管理や分析のために、さまざまな産業で広く使用されています。
ナトリウム（Na）からウラン（U）までの元素を分析できます。
XRFは非破壊でバルク分析が可能ですが、慎重なサンプル前処理が必要であり、特定の元素の非常に低い濃度の検出には限界がある場合があります。
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