XRF دستگاهی است برای اندازه گیری طول موج و شدت امواج فلورسانس ساطع شده از اتمهای مختلف در نمونه که نتیجه آن شناسایی نوع و میزان عناصر ماده می باشد. دستگاه XRF کاربرد وسیعی در بسیاری از علوم دارد و امروزه بعلت پیشرفتهای شگرف در این زمینه بصورت یکی از وسایل ضروری در آزمایشگاههای تحقیقاتی در آمده است. XRF با سرعت عمل بسیار زیاد قادر است عناصر بسیاری را بصورت کیفی و کمّی مورد آنالیز قرار دهد. بعلت سرعت زیاد و عدم مصرف مواد شیمیایی روش ارزانی نسبت به بقیه روشهای آنالیزی بوده و محیط زیست را نیز آلوده نمی سازد.
ویژگی ها و قابلیت های روش آنالیز XRF
به دلیل دارا بودن سرعت بالا در فرآیند شناسایی عناصر، XRF به طور گسترده در مراکز مختلف استفاده میشود. این روش همچنین دقیق و غیر مخرب است. مزيت اين روش، ساده بودن تهيه نمونه و چند عنصری بودن آن است. از قابلیت هایی که این روش دارد موارد زیر قابل بیان است.
▪️توانایی اندازه گیری کمی و کیفی عناصر
▪️قابلیت آنالیز چندین نمونه به صورت همزمان (پلی کروماتور)
▪️شناسایی عناصر نادر خاکی
▪️تشخیص عناصر سنگین تر از اکسیژن تا سطح ppm
اصول کار دستگاه XRF چیست؟
در آنالیز XRF، اشعه ایکس توسط یک منبع تولید و به نمونه تابیده می شود. در بیشتر موارد منبع یک لوله اشعه ایکس است اما گاهی اوقات هم از سنکترون یا یک ماده رادیواکتیو به عنوان منبع استفاده می شود. عناصر موجود در نمونه اشعه ایکس فلورسنس با انرژی گسسته (به صورت نور) از خود ساطع می کنند، که این اشعه برای هر عنصر مشخص و جزء خواص آن می باشد.
انرژی متفاوت معادل رنگ متفاوت است. با اندازه گیری انرژی اشعه ساطع شده از نمونه (اندازه گیری رنگ) می توان تعیین کرد که کدام عناصر در نمونه وجود دارد. این مرحله را به اصطلاح مرحله تحلیل کیفی می گویند. در مرحله بعد با اندازه گیری شدت انرژی ساطع شده (رنگ ها) می توان مقدار هریک از عناصر موجود در نمونه را مشخص کرد. این مرحله را اصطلاحا تحلیل کمی می گویند.
کاربرد آنالیز XRF
آنالیز XRF یک روش تحلیلی برای برای تعیین ترکیب شیمیایی موجود است. ماده مورد نظر می تواند به صورت جامد، مایع، پودر، فیلتر شده یا هر شکل دیگری باشد. از آنالیز XRF همچنین گاهی اوقات برای تعیین ضخامت و تعیین ترکیب لایه ی پوشش داده شده بر روی سطح استفاده می شود. این روش سریع، دقیق و غیر مخرب است و معمولا به کمترین آماده سازی نمونه احتیاج دارد. کاربردهای این روش بسیار متنوع و در موارد مختلف شامل فلز، سیمان، پلیمر، پلاستیک، صنایع غذایی، مواد معدنی، کانی شناسی و زمین شناسی کاربرد دارد.
XRF همچنین یک روش بسیار مفید برای تحقیق و داروسازی است. سیستم های طیف سنجی را می توان در دو دسته کلی تقسیم بندی کرد: سیستم های پراش انرژی (energy dispersive XRF (EDXRF) system) و سیستم پراش طول موج (wavelength dispersive XRF (WDXRF) systems).
عناصری که می توانند مورد تجزیه و تحلیل قرا بگیرند عمدتا به نوع سیستم سنجش بستگی دارد. دقت و قابلیت انعطاف پذیری این آنالیز بسیار بالا است. در این آنالیز در صورتی که از نمونههای استاندارد استفاده شود نتایج بسیار دقیق و قابل اعتماد به دست خواهد آمد. زمان اندازهگیری بستگی به تعداد عناصر تعیین شده و دقت لازم، از چند ثانیه تا 30 دقیقه متغییر است. زمان تجزیه و تحلیل بعد از اندازه گیر فقط چند ثانیه است.