波长色散与能量色散X射线荧光光谱仪原理分析

摘要：波长色散X射线谱法是用X射线光谱仪进行微区化学成分分析的方法。从谱峰波长可确定元素，从谱峰强度可计算元素的含量。摘要：波长色散X射线谱法是用X射线光谱仪进行微区化学成分分析的方法。从谱峰波长可确定试样所含元素，从谱峰强度可计算元素的含量。

X-射线荧光分析仪(XRF)

简介X- 射线荧光分析仪(XRF)是一种较新型的可以对多元素进行快速同时测定的仪器。在X射激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线(即X-荧光)。波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。波长色散型X射线荧光光谱仪(WD-XRF)是用晶体分光而后由探测器接收经过衍射的特征X-射线信号。如果分光晶体和探测器作同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X-射线的波长及各个波长X-射线的强度。可以据此进行定性分析和定量分析。该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体系进行多组分同时测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。随着科学技术的进步，在60年代初发明了半导体探测器以后，对X-荧光进行能谱分析成为可能。能谱色散型X-射线荧光光谱仪(ED-XRF)，用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线(荧光)直接进入Si(Li)探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析。台ED-XRF是1969

年问世锝近几年来，由于商品ED-XRF仪器及计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点、优越性日益受到认识，发展迅猛。

二、波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别虽然波长色散型(ED-XRF)X射线荧光光谱仪与能量色散型(WD-XRF)X射线荧光光谱仪同属X射线荧光分析仪，它们产生信号的方法相同，得到的波谱或者能谱也极为相似，但由于采集数据的方式不同，ED-XRF(

波谱)与WD-XRF(能谱)在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。

(一)原理区别X- 射线荧光光谱法，是用X-射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线(X-荧光)。波长色散型荧光光仪(WD-XRF)是分光晶体将荧光光束色散后，测定各种元素的含量。而能量色散型X射线荧光光仪(WD-XRF)是借助高分辨率敏感半导体检测器与多道分析器将未色散的X-射线按光子能量分离X-射线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量。由于原理不同，故仪器结构也不同。

(二)结构区别波长色散型荧光光谱仪(WD-XRF)，一般由光源(X-射线管)、样品室、分光晶体和检测系统等组成。为了准确测量衍射光束与入射光束的夹角，分光晶体系安装在一个精的测角仪上，还需要一庞大而精密并复杂的机械运动装置。由于晶体的衍射，造成强度的损失，要求作为光源的X-射线管的功率要大，一般为2～3千瓦。但X-射线管的效率极低，只有1%的电功率转化为X-射线辐射功率，大部分电能均转化为热能产生高温，所以X-射线管需要专门的冷却装置