蛍光X線分析（XRF）法は、特にセメント、金属・鉱物鉱石、石油・ガス、環境、地質学的アプリケーションなどの産業で、元素分析に広く使用されています。この手法は、原子の内部電子にX線のような高エネルギー放射線が照射されると、電子が放出され、原子が弛緩して特徴的な波長の光子を放出し、その光子から元素を同定するという原理に基づいています。
詳しい説明
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蛍光X線の原理：
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XRFは、試料に高エネルギーのX線を照射することで機能します。このX線が試料と相互作用すると、試料中の原子の内部電子が原子軌道から放出されます。これにより内部の電子殻に空孔が生じる。この空孔を埋めるために、エネルギー準位の高い外側の電子が降下し、その過程でX線光子が放出される。放出された光子は、その元素に特徴的なエネルギーを持つ。これらのエネルギーを測定することで、試料に含まれる元素を特定し、定量することができます。
- 蛍光X線分析装置の種類エネルギー分散型蛍光X線分析（ED-XRF）：
- よりシンプルで使いやすく、複数の元素から同時に信号を収集できます。分解能は150eV～600eV。波長分散型蛍光X線分析装置（WD-XRF）：
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より複雑で高価だが、5eVから20eVの高い分解能を持つ。ゴニオメーターを使用して、異なる角度で一度に1つの信号を収集します。試料の前処理
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蛍光X線分析の精度は、試料の前処理に大きく依存します。緩い粉末サンプルの場合、Al、Mg、Naのような軽い元素が過小評価され、FeやCaのような重い元素が過大評価されることがあります。これを軽減するために、試料ペレットは油圧プレスを用いて調製されることが多い。この方法では、元素の分布がより均一になり、試料中の最も軽い元素でも検出できるため、標準的な室内実験に沿った結果が得られます。
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アプリケーション
XRFは、宝飾品の小売・製造、分析ラボ、質屋、貴金属精錬業者など、さまざまな分野で使用されています。特に、宝石や硬貨のような品目に含まれる貴金属の正確な含有量を迅速かつ正確に測定するのに役立ちます。この技術は、コーティングやメッキの検出を可能にすることで、偽造金や金メッキジュエリーの検出にも有用です。
利点
