蛍光X線分析（XRF）は、材料の元素組成を測定するために使用される非破壊分析技術です。
材料に高エネルギーのX線を照射すると、材料内の原子がこのエネルギーを吸収し、蛍光X線として知られる二次X線を放出します。
各元素は、その元素に固有の特定のエネルギーレベルでX線を放出するため、試料中に存在する元素の同定と定量が可能になります。
この技術は、その精度と非破壊性から、地質学、環境科学、材料科学など様々な分野で広く利用されています。
5つのポイントを解説蛍光X線分析法の原理とは？
1.蛍光X線分析法の基本原理
励起プロセス： 試料に高エネルギーのX線を照射すると、試料中の原子の内部電子が励起され、軌道から飛び出します。これにより電子殻に空孔が生じます。
蛍光発光： 空孔はより高いエネルギー準位からの電子によって埋められ、この遷移によって蛍光X線の形でエネルギーが放出される。各元素には固有のエネルギー準位があり、その結果、特徴的な蛍光X線スペクトルが得られる。
2.検出と分析
エネルギーと波長の測定： 放出された蛍光X線のエネルギーと波長は、検出器を用いて測定される。エネルギーは試料に含まれる元素に直接対応する。
定性および定量分析： 蛍光X線のエネルギーと強度を分析することにより、試料中の元素の存在と濃度を決定することができます。これには、検出されたスペクトルを様々な元素の既知のスペクトルと比較することが含まれる。
3.蛍光X線分析装置の構成要素
X線発生装置： 試料中の原子を励起するための高エネルギーX線を発生します。
試料ステージ： X線を均一に照射するために試料を固定します。
蛍光検出器： 試料から放出される蛍光X線を捕捉し、分析用の電気信号に変換する。
4.蛍光X線の応用
幅広い産業分野： XRFは、鉱物分析のための地質学、汚染モニタリングのための環境科学、品質管理のための材料科学、および元素分析が重要である他の多くの分野で使用されています。
非破壊検査： XRFはサンプルを損傷しないため、貴重な遺物、貴金属、その他保存が重要な材料の分析に最適です。
5.理論的基礎
Moseleyの法則： 蛍光X線の波長と元素の原子番号の関係を示し、元素同定の理論的根拠となる。
ブラッグの法則： 波長分散型蛍光X線分析システムの結晶によるX線の分散に使用され、異なる波長のX線の正確な分離と検出を保証する。
定性分析と定量分析
定性分析： 蛍光X線の固有のエネルギーシグネチャーに基づいて、サンプルに含まれる元素を特定します。
定量分析： 蛍光X線の強度を標準試料と比較するか、検量線を用いて、同定された各元素の濃度を決定する。
これらの重要なポイントを理解することで、ラボ機器の購入者は蛍光X線分析技術の能力と限界を理解することができ、様々な研究や産業への応用について十分な情報を得た上で決定することができます。
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