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X射線熒光光譜儀工作原理

點(diǎn)擊次數(shù):1434  更新時(shí)間:2023-02-10

用X射線照射試樣時(shí),試樣可以被激發(fā)出各種波長的熒光X射線,需要把混合的X射線按波長(或能量)分開,分別測量不同波長(或能量)的X射線的強(qiáng)度,以進(jìn)行定性和定量分析,為此使用的儀器叫X射線熒光光譜儀。由于X光具有一定波長,同時(shí)又有一定能量,因此,X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型和能量色散型。下圖是這兩類儀器的原理圖。


用X射線照射試樣時(shí),試樣可以被激發(fā)出各種波長的熒光X射線,需要把混合的X射線按波長(或能量)分開,分別測量不同波長(或能量)的X射線的強(qiáng)度,以進(jìn)行定性和定量分析,為此使用的儀器叫X射線熒光光譜儀。由于X光具有一定波長,同時(shí)又有一定能量,因此,X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型和能量色散型。下圖是這兩類儀器的原理圖。


現(xiàn)將兩種類型X射線光譜儀的主要部件及工作原理敘述如下:

1.X射線管

兩種類型的X射線熒光光譜儀工作原理都需要用X射線管作為激發(fā)光源。上圖是X射線管的結(jié)構(gòu)示意圖。燈絲和靶極密封在抽成真空的金屬罩內(nèi),燈絲和靶極之間加高壓(一般為40KV),燈絲發(fā)射的電子經(jīng)高壓電場加速撞擊在靶極上,產(chǎn)生X射線。X射線管產(chǎn)生的一次X射線,作為激發(fā)X射線熒光的輻射源。只有當(dāng)一次X射線的波長稍短于受激元素吸收限lmin時(shí),才能有效的激發(fā)出X射線熒光。SPANlang=EN-US>lmin的一次X射線其能量不足以使受激元素激發(fā)。

X射線管的靶材和管工作電壓決定了能有效激發(fā)受激元素的那部分一次X射線的強(qiáng)度。管工作電壓升高,短波長一次X射線比例增加,故產(chǎn)生的熒光X射線的強(qiáng)度也增強(qiáng)。但并不是說管工作電壓越高越好,因?yàn)槿肷鋁射線的熒光激發(fā)效率與其波長有關(guān),越靠近被測元素吸收限波長,激發(fā)效率越高。

X射線管產(chǎn)生的X射線透過鈹窗入射到樣品上,激發(fā)出樣品元素的特征X射線,正常工作時(shí),X射線管所消耗功率的0.2%左右轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線輻射,其余均變?yōu)闊崮苁筙射線管升溫,因此必須不斷的通冷卻水冷卻靶電極。

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