Die Röntgenfluoreszenz (XRF) ist eine quantitative Analysetechnik für die Elementanalyse.
Sie beruht auf dem Prinzip, dass Atome, wenn sie hochenergetischer Strahlung wie Röntgenstrahlen ausgesetzt werden, ihre inneren Elektronen ausstoßen.
Dadurch entsteht eine Lücke in der inneren Schale des Atoms, die dann durch ein Elektron aus einer Schale mit höherer Energie gefüllt wird.
Die Energiedifferenz zwischen diesen beiden Schalen wird als fluoreszierende Röntgenstrahlung emittiert, die für jedes Element eine charakteristische Wellenlänge hat.
Durch die Messung dieser Wellenlängen kann die RFA die in einer Probe vorhandenen Elemente identifizieren und quantifizieren.
Was ist XRF in der quantitativen Analyse? 5 wichtige Punkte zum Verstehen
1. Anregung von Atomen
Bei der RFA-Analyse wird eine Probe mit Röntgenstrahlen bestrahlt.
Diese Röntgenstrahlen haben genügend Energie, um Elektronen aus den inneren Schalen der Atome in der Probe zu verdrängen.
Diese Verdrängung hinterlässt eine Leerstelle in der inneren Schale.
2. Emission von fluoreszierender Röntgenstrahlung
Um die Stabilität wiederherzustellen, fällt ein Elektron aus einer Schale mit höherer Energie nach unten, um die Lücke in der inneren Schale zu füllen.
Die Energiedifferenz zwischen den beiden Schalen wird als fluoreszierende Röntgenstrahlung freigesetzt.
Diese Emission ist spezifisch für das Element und die beteiligten Energieniveaus und ermöglicht die Identifizierung des Elements.
3. Detektion und Analyse
Die emittierten fluoreszierenden Röntgenstrahlen werden von einem Spektrometer erfasst, das ihre Energie misst.
Jedes Element erzeugt ein einzigartiges Spektrum von Röntgenstrahlen, das die Identifizierung der in der Probe vorhandenen Elemente ermöglicht.
Anhand der Intensität der emittierten Röntgenstrahlen kann die Menge der einzelnen Elemente in der Probe quantifiziert werden.
4. Vorbereitung der Probe
Die Genauigkeit der RFA-Analyse hängt wesentlich von der Vorbereitung der Probe ab.
Gängige Methoden sind die Vorbereitung fester, pulverförmiger oder flüssiger Proben, die jeweils unterschiedliche Vorbereitungstechniken erfordern, um eine gleichmäßige Bestrahlung mit Röntgenstrahlen und genaue Ergebnisse zu gewährleisten.
Die Wahl der Präparationsmethode hängt von der Art der Probe und den spezifischen Analyseanforderungen ab.
5. Anwendungen
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird in verschiedenen Bereichen wie der Metallanalyse, der Qualitätskontrolle in der Fertigung, der Umweltüberwachung und der Forschung eingesetzt.
Sie wird besonders geschätzt wegen ihrer zerstörungsfreien Natur, ihrer Schnelligkeit und ihrer Fähigkeit, eine breite Palette von Elementen in unterschiedlichen Probentypen zu analysieren.
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