Tragbare XRF-Analysatoren sind äußerst vielseitig und für viele Anwendungen geeignet.
Sie haben jedoch inhärente Beschränkungen in ihrer Fähigkeit, bestimmte Elemente zu erkennen.
Diese Einschränkungen ergeben sich aus den grundlegenden Prinzipien der Röntgenfluoreszenzspektroskopie (RFA).
Praktische Erwägungen bei der Konstruktion und dem Betrieb von tragbaren Geräten spielen ebenfalls eine Rolle.
Für Käufer und Benutzer von Laborgeräten ist es wichtig, diese Einschränkungen zu verstehen.
Es hilft ihnen, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, wann und wie sie die RFA-Technologie einsetzen.
Welche Elemente können mit XRF nicht nachgewiesen werden? 4 wichtige Punkte erklärt
1. Nachweisgrenzen und elementarer Bereich
Tragbare RFA-Analysatoren können ein breites Spektrum von Elementen nachweisen.
In der Regel können sie Elemente ab Natrium (Na) im Periodensystem nachweisen.
Sie sind jedoch nicht in der Lage, Elemente, die leichter als Magnesium (Mg) sind, direkt zu messen.
Dazu gehören Elemente wie Lithium (Li), Beryllium (Be) und Kohlenstoff (C).
Die Nachweisgrenzen von tragbaren RFA-Analysatoren sind nicht so niedrig wie die in Laboratorien erreichten.
Das bedeutet, dass sie zwar viele Elemente nachweisen können, die Präzision und Empfindlichkeit für Spurenelemente für bestimmte Anwendungen jedoch unzureichend sein kann.
2. Technische und physikalische Beschränkungen
Der Energieübergang für leichtere Elemente ist sehr klein.
Das macht es für die RFA-Technologie schwierig, diese Elemente genau zu erfassen.
Dies ist eine grundlegende Einschränkung der RFA-Methode.
Die charakteristischen Röntgenstrahlen, die von leichteren Elementen ausgesendet werden, sind möglicherweise nicht deutlich genug, um sie von Hintergrundrauschen oder anderen Elementen zu unterscheiden.
Die Tiefe, ab der RFA-Elemente nachgewiesen werden können, ist begrenzt und hängt vom Atomgewicht des Elements ab.
Leichtere Elemente sind schwieriger zu erkennen, da sie in der Regel in geringerer Tiefe in der Probe vorhanden sind.
Die Röntgendurchdringung ist in diesen geringen Tiefen weniger effektiv.
3. Anwendung und praktische Erwägungen
Tragbare RFA-Analysatoren sind für die direkte Analyse fester Proben ausgelegt, ohne dass eine umfangreiche Probenvorbereitung erforderlich ist.
Dieser Komfort hat jedoch seine Grenzen.
Dies gilt insbesondere für Elemente, die nur unter bestimmten Bedingungen genau nachgewiesen werden können.
RFA-Analysatoren erzeugen Röntgenstrahlen, was eine sorgfältige Einhaltung der Strahlenschutzverfahren erfordert.
Außerdem können spektrale Überschneidungen zu falsch positiven oder negativen Ergebnissen führen.
Dies gilt insbesondere für Elemente mit ähnlichen Energiecharakteristika, wie z. B. Gold (Au) und Arsen (As).
4. Alternative Techniken
Für Elemente, die mit der RFA nicht nachgewiesen werden können, können Techniken wie XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) verwendet werden.
Mit XPS können alle Elemente außer Wasserstoff und Helium nachgewiesen werden.
Sie liefert Informationen über den chemischen Zustand und die Struktur der Elemente auf der Probenoberfläche.
TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometer) ist eine weitere Technik, mit der alle Elemente einschließlich Wasserstoff analysiert werden können.
Es liefert detaillierte Oberflächen- und interne Elementverteilungsmerkmale.
Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen die RFA nicht effektiv ist.
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Tragbare RFA-Analysatoren sind zwar für viele analytische Aufgaben von unschätzbarem Wert, haben aber auch ihre Grenzen.
Sie können Elemente, die leichter als Magnesium sind, nicht nachweisen und erreichen möglicherweise nicht die niedrigen Nachweisgrenzen, die für bestimmte Anwendungen erforderlich sind.
Das Verständnis dieser Einschränkungen hilft bei der Auswahl der geeigneten Analysetechnik und bei der genauen Interpretation der Ergebnisse.
Für Einkäufer von Laborgeräten ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen ihrer Anwendungen und die Möglichkeiten der verschiedenen Analysemethoden zu berücksichtigen.
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