手持式XRF檢測儀器的工作原理

便攜式XRF儀器為能量型X射線熒光光譜儀，是元素分析應(yīng)用的兩種通用型 X 射線熒光儀器之一，與波長型XRF不同的是，便攜式XRF儀器通過特征X射線的能量來分析組成物質(zhì)的元素種類及含量。

元素是一類原子的總稱，原子有原子核和電子組成，電子離原子核越近,受到的束縛作用越強(qiáng),能級越低。越往外層,電子受到的束縛越弱,能級越高，外層電子進(jìn)入內(nèi)層軌道填補(bǔ)空位,多余的能量以輻射的形式釋放,這種輻射光即特征X射線，具有特定的能量。

便攜式X射線熒光（XRF）儀器檢測樣品時，儀器向樣品發(fā)射高能X射線，當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時,內(nèi)層電子因外力被撞出，內(nèi)層電子運(yùn)行軌道上出現(xiàn)空位,使整個原子體系處于不穩(wěn)定的狀態(tài),當(dāng)較外層的電子躍遷到內(nèi)層空位時,產(chǎn)生一次光電子，擊出的光子可能再次被吸收而擊出較外層的另一個次級光電子，發(fā)生俄歇效應(yīng),亦稱次級光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng)。所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空位所釋放的能量不被原子內(nèi)吸收,而是以光子形式放出,便產(chǎn)生X 射線熒光，其能量等于兩能級之間的能量差。因此，射線熒光的能量或波長是特征性的,與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。由Moseley定律可知，只要測出熒光X射線的波長,就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量分析。X射線探測器將樣品元素的X射線的特征譜線的光信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號來得到待測元素的特征信息。因此便攜式XRF儀器主要用于分析樣品的元素種類及含量，通常由X射線管，探測器及信號處理系統(tǒng)組成。