X射線(xiàn)熒光光譜儀工作原理

用X射線(xiàn)照射試樣時(shí)，試樣可以被激發(fā)出各種波長(cháng)的熒光X射線(xiàn)，需要把混合的X射線(xiàn)按波長(cháng)(或能量)分開(kāi)，分別測量不同波長(cháng)(或能量)的X射線(xiàn)的強度，以進(jìn)行定性和定量分析，為此使用的儀器叫X射線(xiàn)熒光光譜儀。由于X光具有一定波長(cháng)，同時(shí)又有一定能量，因此，X射線(xiàn)熒光光譜儀有兩種基本類(lèi)型：波長(cháng)色散型和能量色散型。下圖是這兩類(lèi)儀器的原理圖。

用X射線(xiàn)照射試樣時(shí)，試樣可以被激發(fā)出各種波長(cháng)的熒光X射線(xiàn)，需要把混合的X射線(xiàn)按波長(cháng)(或能量)分開(kāi)，分別測量不同波長(cháng)(或能量)的X射線(xiàn)的強度，以進(jìn)行定性和定量分析，為此使用的儀器叫X射線(xiàn)熒光光譜儀。由于X光具有一定波長(cháng)，同時(shí)又有一定能量，因此，X射線(xiàn)熒光光譜儀有兩種基本類(lèi)型：波長(cháng)色散型和能量色散型。下圖是這兩類(lèi)儀器的原理圖。

現將兩種類(lèi)型X射線(xiàn)光譜儀的主要部件及工作原理敘述如下：

1.X射線(xiàn)管

兩種類(lèi)型的X射線(xiàn)熒光光譜儀工作原理都需要用X射線(xiàn)管作為激發(fā)光源。上圖是X射線(xiàn)管的結構示意圖。燈絲和靶極密封在抽成真空的金屬罩內，燈絲和靶極之間加高壓(一般為40KV),燈絲發(fā)射的電子經(jīng)高壓電場(chǎng)加速撞擊在靶極上，產(chǎn)生X射線(xiàn)。X射線(xiàn)管產(chǎn)生的一次X射線(xiàn)，作為激發(fā)X射線(xiàn)熒光的輻射源。只有當一次X射線(xiàn)的波長(cháng)稍短于受激元素吸收限lmin時(shí)，才能有效的激發(fā)出X射線(xiàn)熒光。SPANlang=EN-US>lmin的一次X射線(xiàn)其能量不足以使受激元素激發(fā)。

X射線(xiàn)管的靶材和管工作電壓決定了能有效激發(fā)受激元素的那部分一次X射線(xiàn)的強度。管工作電壓升高，短波長(cháng)一次X射線(xiàn)比例增加，故產(chǎn)生的熒光X射線(xiàn)的強度也增強。但并不是說(shuō)管工作電壓越高越好，因為入射X射線(xiàn)的熒光激發(fā)效率與其波長(cháng)有關(guān)，越靠近被測元素吸收限波長(cháng)，激發(fā)效率越高。

X射線(xiàn)管產(chǎn)生的X射線(xiàn)透過(guò)鈹窗入射到樣品上，激發(fā)出樣品元素的特征X射線(xiàn)，正常工作時(shí)，X射線(xiàn)管所消耗功率的0.2%左右轉變?yōu)閄射線(xiàn)輻射，其余均變?yōu)闊崮苁筙射線(xiàn)管升溫，因此必須不斷的通冷卻水冷卻靶電極。