انجمن علمی زمین شناسی دانشگاه تهران

X Ray Fluorescence-XRF

اساس كار XRF آزاد نمودن الكترونهاي عناصر توسط اشعه X ثانويه مي باشد. اشعه X اوليه كه در لوله تنگستن _ موليبدن يا كروم توليد مي شود در اثر برخورد با نمونه الكترونها را آزاد مي نمايد و باعث بوجود آمدن فضاهاي خالي در پوسته الكتروني اتم ها مي گردد . فضاهاي خالي معمولا" بوسيله الكترونهاي با سطح انرژي بالاتر پر مي شود. در اثر جابجايي الكترونها طيف اشعه X ثانويه ( فلورسانس) بوجود مي آيد كه براي سنجش عناصر مختلف بكار برده مي شود. براي هر عنصر طول موجهاي مختلف بصورت Kα، 1 Kβ، Lα، 2 Lβ ظاهر مي گردد، كه مشخص كننده سطوح الكتروني حاصل از جابجايي الكترونها مي باشد. معمولا" خطوط طيفي Kα و 1 Kβ بهترين خطوط براي سنجش عيار عناصر مي باشد. با اين وجود براي عناصر سنگين مانند مس، روي، سرب و000 از خطوط Lα و 2 β L استفاده مي گردد. دستگاه XRF طول موج انتشاري_ انرژي انتشاري و از نوع ايزوتوپي عمل مي كند. متداول ترين نوع دستگاه معمولا" بصورت طول موج انتشاري مي باشد كه از قسمتهاي زير تشكيل گرديده است:

1- منبع انرژي با ولتاژ بالا

2- لوله توليد كننده اشعه X

3- نمونه

4- توازن دهنده هاي طيف هاي تابشي حاصل از نمونه

5- بلور فلوئور سديم يا بلورهاي ديگر

6- توازن دهنده هاي طيفي بعد از عبور از بلور فلوئور سديم

7- دستگاه شمارش براي اندازه گيري شدت اشعه X با طول موجهاي مختلف براي عناصر گوناگون

8- ثبت كننده قوي، تقويت كننده الكتروني و نوار نتايج

مهمترين عناصري كه بوسيله XRF اندازه گيري مي شود عبارتند از: Al ، Ca ، Mg ، Na ، K ، Fe ، Cr ، Ti ، Mn ، Si ، S و 000 است نتايج حاصل از سنجش عناصر بصورت اكسيدهاي عناصر بيان مي گردد. محدوديت عمده اين روش اين است كه عناصر سبكتر از Na (با عدد اتمي 11) را نمي توان با روش XRF مورد سنجش قرار داد.

یک پرتو اشعه ایکس با واگرایی زیاد تشعشع اشعه ایکس را از اورانیوم و پلوتونیوم نشر می دهد. شدت های اشعه های ایکس القاء شده ممکن است برای تعیین نسبت اورانیوم به پلوتونیوم در یک نمونه و یا بعد از درجه بندی مناسب برای تعیین مطلق مقادیر نسبی عناصر استفاده شود. در مورد اول نسبت اورانیوم به پلوتونیوم از نقطه اوج منحنی UKa1 و اشعه های ایکس PuKa1 بدست می آید. در مورد دوم با اندازه گیری نقطه اوج منحنی Kb1، سه خطی اورانیوم و پلوتونیوم مقادیر تعیین می شوند. تداخل ها از هر اشعه ایکس یا خطوط گاما ضعیف انرژی مشابه بوجود می آیند. بعلاوه خود جذبی در نمونه نیز محاسبه می شود. عدم قطعیت اندازه گیری حدود 7/0 درصد نشان داده می شود.

مزايا

مزاياي اين روش شامل موارد زير است:

1) تجزيه براي چندين عنصر در حد .100 ppm

2) اندازه گيري عناصري مانند Zr ، REE ، Ta ، Nb ، W ، Th ، V آنتيموان ( Sb ) ، Ba اين عناصر در برابر حرارت بسيار مقاوم مي باشند و از طرفي اندازه گيري توسط جذب اتمي و طيف سنج تابشي داراي دقت و حساسيت خوب نيستند.