1-مقدمه
XRF یا فلوئورسانس اشعه ایکس یک روش تحلیلی برای تعیین ترکیب شیمیایی انواع مواد است، که مواد می توانند به صورت جامد ، مایع ، پودر ، فیلتر شده یا اشکال دیگر باشند. گاهی اوقات می توان از XRF برای تعیین ضخامت و ترکیب لایه ها و پوشش ها استفاده کرد. این روش سریع، دقیق و غیر مخرب است و معمولاً فقط به حداقل آماده سازی نمونه نیاز دارد. کاربردهای بسیار گستردهای در زمینه های مختلف مانند: صنایع فلز ، سیمان ، روغن ، پلیمر ، پلاستیک و مواد غذایی ، همراه با معدن ، کانی شناسی و زمین شناسی و تجزیه و تحلیل محیطی آب و مواد زائد دارند. XRF همچنین یک روش تجزیه و تحلیل بسیار مفید برای تحقیقات و داروسازی است.
سیستم های طیف سنج را می توان به دو گروه اصلی، سیستم های پراکندگی انرژی EDXRF و سیستم های پراکندگی طول موجWDXRF تقسیم کرد. عناصر قابل تجزیه و تحلیل و سطوح تشخیص آنها عمدتا به سیستم طیف سنج مورد استفاده، بستگی دارد. محدوده عنصری EDXRF از سدیم به اورانیوم (Na تا U) میرساند. برای WDXRF این دامنه گسترده تر است، از بریلیوم تا اورانیوم (Be تا U) حدوده غلظت از سطوح (زیر) ppm به 100٪ می رسد. به طور کلی ، عناصر با اعداد اتمی بالا محدودیت تشخیص بهتری نسبت به عناصر سبک تر دارند. دقت و تکرارپذیری تجزیه و تحلیل XRF بسیار زیاد است. نتایج بسیار دقیق، زمانی امکان پذیر است که نمونه های استاندارد خوب در دسترس باشند، اما قابلیت استفاده در برنامه هایی که استانداردهای خاصی را نمی توان یافت را دارد. زمان اندازه گیری بستگی به تعداد عناصر تعیین شده و دقت مورد نیاز دارد که بین ثانیه تا 30 دقیقه متغیر است. زمان تجزیه و تحلیل پس از اندازه گیری تنها چند ثانیه است.
2-اساس XRF:
در XRF ، اشعه ایکس تولید شده توسط یک منبع ، به نمونه تابش می کند. در بیشتر موارد ، منبع یک تیوب اشعه ایکس است، اما به طور متناوب می تواند سینکروترون یا یک ماده رادیواکتیو باشد. عناصر موجود در نمونه ، تابش اشعه ایکس فلورسنت با انرژیهای گسسته (معادل رنگها در نور مرئی) را که برای این عناصر منحصر به فرد است، ساطع می کنند. هر سطح انرژی متفاوت، معادل یک رنگ متفاوت در طیف نور رنگی است. با اندازه گیری انرژی (تعیین رنگ) تابش ساطع شده توسط نمونه، می توان تعیین کرد که کدام عناصر وجود دارد. این مرحله تحلیل کیفی نامیده می شود. با اندازه گیری شدت انرژیهای ساطع شده (رنگ ها) می توان میزان هر عنصر را در نمونه مشخص کرد. این مرحله تحلیل کمی نامیده می شود.
2-1-X-Ray چیست:
اشعه ایکس را می توان به عنوان امواج الکترومغناطیسی با طول موج های مرتبط با آنها یا به عنوان پرتوهای فوتون با انرژی های مرتبط مشاهده کرد. هر دو دیدگاه صحیح است ، اما درک آنها، بسته به پدیده هایی که باید توضیح داده شود آسان تر است. امواج الکترومغناطیسی شامل نور ، امواج رادیویی و γ -rays هستند. اشعه ایکس دارای طول موج و انرژی بین تابش γ و اشعه ماوراء بنفش است. طول موج اشعه ایکس در محدوده 01/0 تا 10 نانومتر است که مربوط به انرژی در محدوده 0.125 تا 125 کیلو ولت است.
.
2-2-تعامل اشعه ایکس با ماده:
هنگام برخورد اشعه ایکس با ماده سه تعامل اصلی رخ می دهد: فلورسانس، پراکندگی کامپتون و پراکندگی ریلی. اگر پرتویی از فوتون های اشعه ایکس به سمت صفحه ای از مواد هدایت شود میتواند، کسری از این پرتوها جذب شود (تولید تابش فلورسنت) و کسری پراکنده گردند. پراکندگی می تواند با از دست دادن انرژی و بدون از دست دادن انرژی رخ دهد. پراکندگی اول به عنوان پراکندگی کامپتون و دومی پراکندگی ریلی شناخته می شود. فلورسانس و پراکندگی به ضخامت (d)، چگالی (ρ) و ترکیب مواد و به انرژی اشعه ایکس بستگی دارد. بخشهای بعدی تولید تابش فلورسنت و پراکندگی را توضیح خواهیم داد.
2-3-تولید اشعه فلورسنت مشخصه
مدل کلاسیک یک اتم یک هسته با پروتونهای دارای بار مثبت و نوترونهای بدون بار است که توسط الکترونهایی در پوسته یا مداری احاطه شده است. درونی ترین پوسته K-shell نامیده می شود ، سپس پوسته های L ، پوسته های M و غیره با حرکت به خارج قرار می گیرند. پوسته L دارای 3 زیر پوسته به نام LI ، LII و LIII است. پوسته M دارای 5 زیر پوسته MI ، MII ، MIII ، MIV و MV است. پوسته K می تواند شامل 2 الکترون ، پوسته L شامل 8 و پوسته M شامل 18 الکترون باشد. انرژی یک الکترون به پوسته اشغال شده و به عنصری که به آن تعلق دارد بستگی دارد. هنگام تابش اتم ، ذراتی مانند فوتون های اشعه ایکس و الکترون هایی با انرژی کافی می توانند الکترون را از اتم خارج کنند. این یک “حفره” در یک پوسته ایجاد می کند ، به عنوان مثال یک حفره در پوسته K ایجاد می شود و اتم را در حالت برانگیخته ناپایدار با انرژی بالاتر قرار می دهد. “حفره” پوسته نیز جای خالی اولیه نامیده می شود. اتم می خواهد پیکربندی اولیه را بازیابی کند و این کار با انتقال الکترون از یک پوسته خارجی مانند پوسته L به سوراخ پوسته K انجام می دهد. الکترون پوسته L دارای انرژی بالاتری نسبت به الکترون پوسته K است و هنگامی که الکترون L-shell به پوسته K منتقل می شود ، انرژی مازاد را می توان به عنوان فوتون اشعه ایکس منتشر کند.
انرژی اشعه ایکس ساطع شده بستگی به تفاوت انرژی بین پوسته با حفره اولیه و انرژی الکترونی دارد که حفره را پر می کند. هر اتم دارای سطوح انرژی خاص خود است، بنابراین تابش ساطع شده، مشخصه آن اتم است. یک اتم بیش از یک انرژی (یا خط) ساطع می کند زیرا حفره های مختلفی می تواند تولید شود و الکترون های مختلف می توانند آنها را پر کنند. مجموعه خطوط ساطع شده مشخصه عنصر است و می توان آن را اثر انگشت عنصر در نظر گرفت. برای بیرون راندن الکترون از اتم، اشعه ایکس باید دارای سطح انرژی بالاتری از انرژی اتصال الکترون باشد. در صورت خروج الکترون ، تابش ورودی جذب می شود و هرچه جذب بیشتر باشد ، فلورسانس نیز بیشتر می شود. اگر انرژی بسیار زیاد باشد ، بسیاری از فوتون ها از اتم “عبور” می کنند و تنها چند الکترون حذف می شود. اگر انرژی فوتونهای حادثه ای کمتر باشد و به انرژی اتصال الکترونهای پوسته K نزدیکتر شود ، بیشتر و بیشتر تابش جذب می شود. بیشترین بازدهی زمانی حاصل می شود که انرژی فوتون دقیقاً بالاتر از انرژی اتصال دهنده الکترون باشد که باید خارج شود. اگر انرژی کمتر از انرژی اتصال باشد ، جهش یا لبه ای مشاهده می شود. در این پدیده، انرژی بسیار پایین است که نمی تواند الکترون ها را از پوسته مربوطه خارج کند. نکته قابل توجه این است که همه جای خالی اولیه ایجاد شده توسط تابش ورودی، فوتونهای فلورسنت تولید نمی کند. انتشار الکترون Auger فرآیند دیگری است که می تواند انجام شود. عملکرد فلورسنت مربوط به نسبت فوتونهای فلورسنت ساطع شده و تعداد جاهای خالی اولیه است.
2-4- جذب و افزایش اثرات:
برای رسیدن به اتمهای داخل نمونه ، اشعه ایکس باید از لایه بالایی آن عبور کند و این لایه بخشی از تابش ورودی را جذب می کند. تابش مشخصه تولید شده نیز باید از این لایه عبور کرده و نمونه را ترک کند و دوباره بخشی از تابش جذب می شود. میزان جذب به انرژی تابش ، طول مسیر اتم هایی که باید عبور کنند (d) و چگالی نمونه (ρ) بستگی دارد. جذب با افزایش طول مسیر ، چگالی و تعداد اتمی عناصر در لایه و کاهش انرژی تابش افزایش می یابد. جذب می تواند آنقدر زیاد باشد که عناصر عمیق نمونه با تابش ورودی به آنها نرسد یا تابش مشخصه دیگر نمی تواند نمونه را ترک کند. این بدان معناست که فقط عناصر نزدیک به سطح اندازه گیری می شوند. تشعشع ورودی از اشعه ایکس تشکیل شده و تابش مشخصه که اتم ها در خود نمونه ساطع می کنند نیز اشعه ایکس است. این اشعه ایکس فلورسنت گاهی اوقات قادرند الکترونها را از سایر عناصر موجود در نمونه خارج کنند. این ، مانند اشعه ایکس از منبع ، منجر به تابش فلورسنت می شود. تابش مشخصی که مستقیماً توسط اشعه ایکس از منبع ایجاد می شود ، فلورسانس اولیه نامیده می شود ، در حالی که به تابش اولیه در نمونه با فلورسانس اولیه سایر اتمها ، فلورسانس ثانویه می گویند. طیف سنج مجموع فلورسانس اولیه و ثانویه را اندازه گیری می کند ، و تمایز بین دو سهم غیرممکن است. سهم فلورسانس ثانویه در تشعشع مشخصه می تواند قابل توجه باشد.
2-5-جذب و آنالیز عمق:
با ضخیم شدن نمونه ، تشعشع بیشتر جذب می شود. در نهایت، تابش تولید شده در لایه های عمیق نمونه دیگر قادر به خروج نمونه نیست. رسیدن به این حد بستگی به مواد و انرژی تابش دارد. به عنوان مثال Mg Kα دارای انرژی keV 1.25 و Cr Kα دارای انرژی keV 5.41 است. هنگامی که یک نمونه اندازه گیری می شود ، فقط اتم های درون عمق تجزیه و تحلیل می شوند. در صورت تجزیه و تحلیل نمونه ها و استانداردهای با ضخامت های مختلف ، ضخامت را باید در نظر گرفت.
2-6- پراکندگی کامپتون و ریلی:
بخشی از اشعه ایکس ورودی به جای تولید اشعه مشخصه، توسط نمونه پراکنده (منعکس) می شود. پراکندگی زمانی اتفاق می افتد که یک فوتون به یک الکترون برخورد کرده و از آن دور می شود. فوتون کسری از انرژی خود را از دست می دهد که این انرژی توسط الکترون گرفته می شود. می توان آن را با برخورد یک توپ بیلیارد با گوی دیگر مقایسه کرد. پس از برخورد، اولین توپ بخشی از انرژی خود را به توپی که اصابت کرده است از دست می دهد. کسر انرژی که حاصل میشود، بستگی به زاویه برخورد الکترون (توپ) دارد. به این نوع پراکندگی Compton یا پراکندگی نامنسجم گفته می شود. پدیده دیگر پراکندگی ریلی است. این اتفاق زمانی رخ می دهد که فوتون ها با الکترون های محکم متصل می شوند. الکترونها در پوسته خود می مانند اما در فرکانس تابش ورودی شروع به نوسان می کنند. به دلیل این نوسان ، الکترونها با همان فرکانس تابش (انرژی)، تابشی را از خود ساطع می کنند. این تصور را ایجاد می کند که تابش ورودی توسط اتم منعکس (پراکنده) می شود. این نوع پراکندگی ریلی یا پراکندگی منسجم نامیده می شود.
نمونه هایی با عناصر سبک باعث پراکندگی کامپتون زیاد و پراکندگی ریلی کم می شوند زیرا دارای تعداد زیادی الکترون متصل به هم هستند. هنگامی که عناصر سنگین تر می شوند ، پراکندگی کاهش می یابد. برای عناصر سنگین، پراکندگی کامپتون به طور کامل از بین می رود و فقط پراکندگی ریلی باقی می ماند. گسترش انرژی در پراکندگی کامپتون بیشتر از پراکندگی رایلی است.
3- طیف سنجی XRF:
مفهوم اساسی برای همه طیف سنج ها یک منبع ، یک نمونه و یک سیستم تشخیص است. منبع به یک نمونه تابش می کند و یک آشکارساز، تابش ناشی از نمونه را اندازه گیری می کند. در بیشتر موارد منبع یک تیوب اشعه ایکس است. طیف سنج های EDXRF دارای یک آشکارساز هستند که قادر به اندازه گیری انرژی های مختلف تابش مشخصه مستقیماً از نمونه است. آشکارساز می تواند تابش از نمونه را به تابش عناصر موجود در نمونه جدا کند. این جداسازی را پراکندگی می نامند. طیف سنج های WDXRF از یک کریستال تجزیه و تحلیل برای پراکندگی انرژی های مختلف استفاده می کنند. تمام تشعشعات ناشی از نمونه روی کریستال می افتد. کریستال انرژیهای مختلف را در جهات مختلف پراکنده می کند ، شبیه به منشوری که رنگهای مختلف را در جهات مختلف پخش می کند. بخشهای بعدی تفاوت بین انواع طیف سنج را با جزئیات بیشتر توضیح می دهد ، و سپس توضیحاتی در مورد همه اجزای طیف سنج جداگانه ارائه می شود.
3-1-سازه های نقطه ای کوچک:
در اکثر کاربردهای XRF اندازه نمونه ها در حدود یک سانتی متر است که ترکیب متوسط نمونه ها را نشان می دهد. برای برخی از کاربردها ، ترکیب موضعی در نقاط مختلف نمونه مانند نقاط روی ویفر تراشه یا دیسک های مغناطیسی مورد نیاز است. برای کاربردهای دیگر ، فقط یک نمونه بسیار کوچک مانند یک تکه رنگ در دسترس است. معمولاً قطرهای نقطه ای مورد نیاز بین 50 میکرومتر و چند میلی متر است.
3-1-1-طیف سنج های EDXRF با اپتیک دو بعدی:
ساده ترین پیکربندی تیوب به طور مستقیم نمونه را تابش می کند و فلورسانس حاصل از نمونه با یک آشکارساز پراکندگی انرژی اندازه گیری می شود. جایگزین آن قرار دادن یک هدف ثانویه بین تیوب و نمونه است. تیوب هدف ثانویه را تابش می کند و این هدف تشعشع مشخصه خود را از خود ساطع می کند. مزیت یک هدف ثانویه این است که اشعه (تقریبا) تک رنگ منتشر می کند ، اما عیب آن از بین رفتن انرژی است.
با استفاده از اهداف ثانویه مختلف می توان به تحریک مطلوب برای همه عناصر دست یافت. آشکارساز قادر به اندازه گیری مستقیم انرژی تابش ورودی است. علاوه بر فلورسانس ، تشعشع پراکنده تیوب به آشکارساز می رسد، که منجر به مشخصات پس زمینه و نویز پس زمینه می شود. با توجه به این زمینه، تشخیص قله های کم و در نتیجه تعیین غلظت های کم مشکل است. مسیر اشعه ایکس در یک صفحه قرار دارد ، بنابراین دو بعدی است و به همین دلیل آن را اشعه ایکس دو بعدی می نامند.
3-1-2-طیف سنج های EDXRF با اپتیک سه بعدی:
مسیر اشعه ایکس در یک صفحه نیست بلکه در دو صفحه عمود بر هم قرار دارد و اپتیک های این نوع طیف سنج ها سه بعدی نامیده می شوند. این تیوب یک هدف ثانویه را تحت تابش قرار می دهد که اشعه ایکس مشخصه را از خود ساطع می کند و بخشی از اشعه ایکس ورودی را پراکنده می سازد. تابش ناشی از هدف برای تابش نمونه استفاده می شود، بنابراین نمونه مورد نظر مانند منبع رفتار می کند. نمونه تشعشع مشخص خود را منتشر می کند ، که توسط یک آشکارساز پراکندگی انرژی اندازه گیری می شود. مزیت این هندسه این است که تابش پراکنده تیوب به دلیل قطبی شدن نمی تواند به آشکارساز برسد. برای رسیدن به آشکارساز، تابش تیوب باید در 2 جهت عمود پراکنده شود، اما اشعه ایکس پس از دو بازتاب عمود ناپدید می شود. در نتیجه ، تابش ناشی از تیوب به آشکارساز نمی رسد.
این امر منجر به ایجاد زمینه بسیار پایینی برای طیف می شود و امکان تشخیص قله های بسیار ضعیف و در نتیجه تعیین غلظت های بسیار کم را ممکن می سازد. تابش مشخصه هدف تا حدی توسط نمونه پراکنده شده و به آشکارساز می رسد. این تابش تنها در یک جهت پراکنده شده است و بنابراین ناپدید نمی شود. پس زمینه طیف اندازه گیری شده با اپتیک سه بعدی به طور قابل توجهی کمتر از همان طیف اندازه گیری شده با اپتیک دو بعدی است.
4-اجزای دستگاه XRF:
4-1-ایکس ری تیوب:
طرح اولیه یک تیوب اشعه ایکس شامل یک رشته (سیم) و یک آند (هدف) است که در محفظه خلاء قرار گرفته است. جریان الکتریکی رشته را گرم می کند و الکترون ها از آن ساطع می شوند. ولتاژ بالا (20..100 کیلوولت) در طول رشته و آند اعمال می شود و این ولتاژ بالا، الکترون ها را به سمت آند شتاب می دهد. هنگامی که الکترونها به آند برخورد می کنند ، سرعت آنها کاهش می یابد ، که باعث انتشار اشعه ایکس می شود. این تشعشع Bremsstrahlung نامیده می شود (“Brems” به آلمانی به معنای کاهش سرعت ، “strahlung” به معنای تابش است). انرژی و شدت اشعه ایکس ساطع شده یکنواخت است، اما طیفی از انرژی ها که هر کدام شدت خود را دارند ، ساطع می شوند. این قسمت از طیف اغلب پیوسته نامیده می شود ، زیرا یک باند پیوسته از انرژی های ساطع شده است.
کسری از الکترون هایی که به اتم های آند برخورد می کنند، الکترون ها را از این اتم ها خارج می کند و باعث انتشار تابش مشخصه می شود. انرژی این تابش توسط عنصر(های) موجود در آند تعیین می شود. اشعه ایکس ساطع شده از آند می تواند تیوب را از طریق پنجره بریلیوم (Be) خارج کند. انرژی اشعه ایکس ساطع شده نمی تواند بیشتر از ولتاژ اعمال شده 30 کیلوولت باشد و اشعه ایکس با انرژی بسیار کم قادر به عبور از پنجره Be نیست. به این تیوب ها تیوب پنجره جانبی گفته می شود زیرا پنجره Be در کنار محفظه تیوب قرار دارد. همچنین امکان تنظیم مجدد رشته و آند وجود دارد و پنجره ای در انتهای تیوب (تیوب پنجره انتهایی) وجود دارد. الکترونها از یک طرف به آند برخورد می کنند، اشعه ایکس از آند عبور می کند و آن را در طرف مقابل می گذارد و تابش از تیوب از طریق پنجره Be خارج می شود. این تیوب ها تیوب انتقال هدف نامیده می شوند.
4-2-هدفهای ثانویه:
هدف ثانویه توسط منبع تابیده می شود و تشعشع مشخصه خود را به روشی مشابه هدف (آند) در تیوب ساطع می کند. همچنین بخشی از تشعشعات ورودی را پراکنده می کند. هدف به عنوان منبع عمل می کند و تابش ناشی از هدف برای تابش نمونه استفاده می شود. سه نوع هدف ثانویه وجود دارد: اهداف فلورسنت ، اهداف بارکلا و اهداف براگ.
4-2-1- اهداف فورسنت:
اهداف فلورسنت، از فلورسانس عناصر موجود در هدف برای تحریک نمونه استفاده می کنند. این اهداف همچنین تابش تیوب را پراکنده می کنند ، اما فلورسانس غالب است. پراکندگی کم است زیرا اهداف عمدتا حاوی عناصر سنگین هستند. تیوب به هدف تابش می کند و عنصر (ها) در هدف تشعشع فلورسنس مشخصه خود را منتشر می کنند. این تابش روی نمونه می افتد و باعث تشعشع فلورسنت می شود. برای دستیابی به بالاترین میزان فلورسانس در نمونه ، انرژی اشعه ایکس از هدف باید دقیقاً بالاتر از انرژی اتصال الکترونهای عناصر در نمونه باشد. طیف سنج ها را می توان با مجموعه ای از اهداف مختلف مجهز کرد و با انتخاب هدف صحیح ، فلورسانس مطلوب به دست می آید.
4-2-2- اهداف بارکلا:
اهداف بارکلا از تشعشع تیوب های پراکنده برای تحریک نمونه استفاده می کنند. این اهداف همچنین فلورسنس دارند اما انرژی یا شدت این خطوط برای تحریک عناصر نمونه بسیار کم است. اهداف بارکلا از عناصر سبک مانند Al2O3 و B4C ساخته شده اند ، زیرا اینها بیشترین تابش پراکنده را می دهند. اهداف بارکلا طیف وسیعی از انرژی را پراکنده می کند و می تواند برای اندازه گیری طیف وسیعی از عناصر مورد استفاده قرار گیرد. به طور کلی اهداف بارکلا عناصر سنگین تر را اندازه گیری می کنند.
4-2-3- اهداف براگ:
اهداف براگ بلورهایی هستند که تنها یک انرژی خاص را در جهت خاصی منعکس می کنند. با نصب کریستال بین تیوب و نمونه ، می توان یک خط تیوب را برای تابش نمونه انتخاب کرد ، بدون اینکه تابش دیگری به سمت نمونه پراکنده شود. این باعث کاهش سطح پس زمینه و بهبود محدوده تشخیص می شود.
اگر فاصله صفحات در بلور به گونه ای باشد که خط تیوب در زاویه 90 درجه پراکندگی داشته باشد ، می توان از آن در اپتیک سه بعدی به عنوان یک قطبنده کامل استفاده کرد.
4-3- آشکارسازها و تجزیه و تحلیل چند کاناله:
انواع مختلف آشکارسازها در XRF استفاده می شود. EDXRF عمدتا از آشکارسازهای حالت جامد استفاده می کند که در آن WDXRF از آشکارسازهای پر از گاز و آشکارسازهای سینتیلیشن استفاده می کند. آشکارساز EDXRF یک آشکارساز وسیع است و همه عناصر را از Na تا U اندازه گیری می کند آشکارسازهای پر از گاز عناصر را از Be تا Cu و آشکارساز سینتیلیشن از Cu تا Uرا اندازه گیری میکند. همه این آشکارسازها هنگام X یک پالس الکتریکی تولید می کنند. فوتون اشعه وارد آشکارساز می شود و ارتفاع این پالس متناسب با انرژی فوتون ورودی است. پالس ها تقویت شده و سپس توسط یک آنالیزور چند کاناله شمارش می شوند.
سه ویژگی مهم در سیستم های تشخیص وجود دارد: وضوح ، حساسیت و پراکندگی.
1-وضوح توانایی آشکارساز در تشخیص سطوح مختلف انرژی است. وضوح بالا به این معنی است که آشکارساز می تواند بین بسیاری از انرژی های مختلف تمایز قائل شود.
2-حساسیت، نشان می دهد که چگونه فوتون های ورودی به طور موثر شمارش می شوند. به عنوان مثال یک آشکارساز بسیار نازک است، فوتونهای ورودی ممکن است بدون ایجاد پالس از آن عبور کنند. اگر نسبت تعداد پالس ها به تعداد فوتون های ورودی زیاد باشد ، حساسیت زیاد است.
3-پراکندگی نشان دهنده توانایی آشکارساز در جدا کردن اشعه ایکس با انرژی های مختلف است. پراکندگی زیاد به این معنی است که انرژی های مختلف به خوبی از هم جدا شده اند.
4-4-تجزیه و تحلیل چند کاناله (MCA):
MCA تعداد پالس ها را در هر فاصله پیک ها تولید می کند. تعداد پالس های ارتفاع مشخص ، شدت انرژی مربوطه را نشان می دهد. توانایی آشکارساز و MCA در تمایز بین انرژی های مختلف، رزولوشن نامیده می شود. به طور دقیق ، یک WDXRF فقط باید تعداد پالس ها را شمارش کند و مجبور نباشد ارتفاعات آنها را تشخیص دهد زیرا بلور قبلاً اشعه ایکس را با یک انرژی خاص انتخاب کرده است. در شرایط عملی MCA برای آشکارساز WDXRF قادر است 100 تا 255 سطح مختلف انرژی را تشخیص دهد. در طیف سنج های EDXRF ، آشکارساز و MCA قادرند بین 1000 تا 16000 سطح مختلف انرژی را تشخیص دهند. این برای تجزیه و تحلیل طیف ها و جداسازی تابش از عناصر مضر در یک نمونه کافی است.
4-4-1-آشکارساز حالت جامد ED
این آشکارساز با بدنه ای از سیلیکون ، ژرمانیوم یا سایر مواد نیمه رسانا ساخته شده است. یک پنجره بریلیوم به فوتون های اشعه ایکس اجازه می دهد تا وارد آشکارساز شوند. در جلو یک لایه مرده و در پشت یک صفحه جمع آوری وجود دارد. فوتونها از پنجره عبور کرده و با نفوذ به بدنه آشکارساز، جفت حفره الکترون در بدنه تولید می کنند. تعداد الکترونها بستگی به انرژی فوتونهای ورودی دارد. هرچه انرژی بیشتر باشد الکترونهای بیشتری تولید می شود. ولتاژ بالا (1500 ولت) در لایه مرده و پشت به این معنی است که الکترونها به عقب جذب می شوند. هنگامی که الکترونها به پشت می رسند، پتانسیل کاهش می یابد و پالس منفی می دهد. عمق پالس متناسب با تعداد الکترونها و در نتیجه متناسب با انرژی تابش ورودی است. پس از تقویت، یک تجزیه و تحلیل چند کاناله (MCA) پالس ها را شمارش می کند.
4-4-2- آشکارساز پر از گاز
این ساخته، از یک سیلندر فلزی (اغلب آلومینیومی) با قابلیت اتصال به زمین با یک سیم آند تنگستن 50 میلی متری به طول آن ساخته شده است. سیم آند تا ولتاژ بالا (1300 – 2000 ولت) بالا می رود. پنجره ورودی بریلیوم به فوتون های اشعه ایکس اجازه می دهد وارد آشکارساز شوند که با یک گاز شمارش بی اثر مانند Ne، Ar ، Kr یا Xe و بعضا هلیوم پر شده است.
هنگامی که یک فوتون اشعه ایکس وارد آشکارساز می شود ، یک ابر کوچک از الکترون ها ایجاد می شود که توسط سیم جذب می شوند. هنگامی که الکترونها به سیم می رسند باعث افت ولتاژ می شوند. این به عنوان یک پالس منفی در تقویت کننده ثبت می شود. تعداد الکترونها متناسب با انرژی تابش ورودی و در نتیجه ارتفاع پالس است. یک تحلیلگر چند کاناله (MCA) اعداد پالس های تولید شده توسط آشکارساز را شمارش می کند. پنجره برلیومی باید نازک باشد تا فوتون ها بتوانند وارد آشکارساز شوند. اگر بسیار نازک باشد ، ممکن است گاز از پنجره نفوذ کند. بنابراین آشکارساز گاهی اوقات به یک محفظه گاز آرگون متصل می شود تا گاز از دست رفته را جایگزین کند. به این گونه آشکارسازها آشکارسازهای جریان و به آنهایی که پنجره های ضخیم تری برای جلوگیری از خروج گاز دارند آشکارسازهای مهر و موم شده می گویند.
4-4-3- آشکارساز سینتیلیشن(Scintillation)
این آَکارساز شامل چهار قسمت اصلی است: یک پنجره برلیومی، کریستال scintillator NaI و یک تیوب چندتایی با فوتوکاتد Sb/Cs. فوتونهای اشعه ایکس از طریق پنجره برلیوم عبور می کنند و به کریستال سینتیلاتور برخورد می کنند که باعث ایجاد یک فلاش نور آبی می شود. فوتون های نوری به داخل تیوب تکثیر کننده نور می روند و بر روی فوتوکاتد تأثیر می گذارند و انفجاری از الکترون ها را ایجاد می کنند که از طریق یک سری دیودها به سمت آند شتاب می گیرند. هنگامی که الکترونهای حاصل به آند می رسند باعث افت ولتاژ می شوند. این به عنوان یک پالس ولتاژ منفی در تقویت کننده ثبت می شود. تعداد الکترونها متناسب با انرژی تابش ورودی و در نتیجه ارتفاع پالس است. یک تحلیلگر چند کاناله (MCA) تعداد پالس های تولید شده توسط آشکارساز را شمارش می کند.
4-5- مقایسه آشکارسازهای مختلف:
وضوح آشکارسازهای پر از گاز بسیار ضعیف است و برای طیف سنج های پراکندگی انرژی مناسب نیستند. آنها می توانند در طیف سنجهای پراکندگی طول موج استفاده شوند زیرا در این ابزارها وضوح با کریستال پراش به دست می آید. حساسیت بستگی به نوع آشکارساز و انرژی اشعه ایکس ورودی دارد. آشکارسازهای پر از گاز و سینتیلیشن حساسیت بالایی نسبت به انرژیهای کم و حساسیت کمی نسبت به انرژیهای بالا دارند و برای تشخیص انرژیهای پایین بسیار مناسب هستند. آشکارسازهای حالت جامد به طور کلی حساسیت بسیار کمی نسبت به انرژیهای کم و وضوح بالا برای انرژیهای بالاتر دارند. طیف سنج های EDXRF معمولاً از آشکارسازهای حالت جامد استفاده می کنند ، در حالی که طیف سنج های WDXRF از ترکیبی از آشکارسازهای پر از گاز و و سینتیلیشن استفاده می کنند.
4-6-فیلترها:
فیلترها بین منبع و نمونه قرار می گیرند. آنها شدت خطوط تداخل و پس زمینه را کاهش می دهند و از این رو نسبت سیگنال به نویز را بهبود می بخشند. در اپتیک دو بعدی ، کسری از طیف پراکنده به آشکارساز می رسد و در طیف اندازه گیری شده وجود خواهد داشت. در برخی موارد خطوط طیف با خطوطی که از نمونه می آیند تداخل دارد (به عنوان مثال ، خطوط Rh K که از تیوب خارج می شوند می توانند با خطوط Ag و Cd K ناشی از نمونه تداخل داشته باشند). با نصب فیلتر بین تیوب و نمونه ، خطوط تیوب جذب می شوند و خطوط ناشی از نمونه جذب نمی شوند. اگر شدت برای آشکارساز بسیار زیاد باشد و اشباع شود ، یک فیلتر می تواند بخشی از تابش را برای جلوگیری از اشباع جذب کند.
4-7-بلورهای پراش و کلیماتورها:
کریستال را می توان به عنوان دسته ای از لایه های نازک با ضخامت یکسان در نظر گرفت. اگر یک پرتوی موازی از اشعه ایکس روی کریستال بیفتد ، لایه اول بخشی از اشعه ایکس را منعکس می کند. تابش باقیمانده در کریستال نفوذ می کند و توسط لایه های بعدی منعکس می شود. اگر تفاوت طول مسیر بین بازتاب ها از لایه ها چند برابر نصف طول موج تابش باشد ، دو پرتو منعکس شده ناپدید می شوند. اگر اختلاف دقیقاً یک عدد صحیح بر طول موج باشد ، دو پرتو منعکس شده تقویت می شوند. تفاوت طول مسیر یک عدد صحیح برابر طول موج است اگر رابطه زیر ، به نام قانون براگ ، صادق باشد:
nλ =2dSinƟ
در زاویه θ ، تمام تابش های منعکس شده با طول موج λ و پیروی از قانون براگ “در مرحله” هستند و جمع می شوند. تمام طول موج های دیگر در یک زاویه ناپدید می شوند. بنابراین یک آشکارساز که در زاویه θ قرار گرفته است می تواند شدت طول موج مربوطه را اندازه گیری کند. طول موجهای منعکس شده که از قانون براگ برای n = 1 تبعیت می کنند ، بازتاب مرتبه اول ، برای n = 2 مرتبه دوم و غیره نامیده می شود. توجه داشته باشید که در زاویه ای خاص ، تابش با طول موج λ ، λ /2 و λ /3 قابل مشاهده خواهد بود ، اما آشکارساز قادر به تمایز بین آنها خواهد بود. از کریستالها برای جدا کردن تابش مشخصی که از یک نمونه حاصل می شود استفاده می شود. کریستال ها را می توان به طور طبیعی مانند کریستال های LiF و Ge ، بلکه مجموعه ای از لایه های رسوب شده W ، Si ، Mo ، Sc یا سایر عناصر رشد کرد. برای پوشش همه عناصر به بیش از یک کریستال با مقادیر مختلف 2 بعدی نیاز است.
در هر زاویه ای خاص ، تنها تشعشعی که با طول موج مطیع قانون براگ است، منعکس می شود. تابش با طول موج کمی متفاوت در زوایای کمی متفاوت منعکس می شود ، اما همچنان به آشکارساز می رسد و با انرژی اندازه گیری تداخل ایجاد می کند. یک دستگاه جمع کننده ، که مجموعه ای از صفحات موازی است ، برای بدست آوردن یک پرتو ایکس موازی که دقیقاً در زاویه مورد نیاز روی کریستال قرار می گیرد ، استفاده می شود. كوليماتور اوليه بين نمونه و بلور و يك كوليماتور ثانويه مي تواند بين بلور و آشکارساز قرار گيرد.
4-8- لنزها:
لنزها در XRF برای متمرکز کردن اشعه ایکس بر روی یک نقطه کوچک یا دریافت فلورسانس از یک نقطه کوچک استفاده می شوند. نور مرئی دارای ضریب شکست بیشتر از 1 است ، بنابراین می توان از شیشه محدب برای تمرکز نور استفاده کرد. ضریب شکست اشعه ایکس دقیقاً زیر 1 است ، بنابراین برای رسیدن به همان اثر ، لنز باید مقعر باشد. از آنجا که ضریب شکست بسیار نزدیک به 1 است ، فاصله کانونی طولانی است (حدود 1 متر) ، که برای استفاده عملی نامناسب است. یکی دیگر از روشهای متمرکز کردن اشعه ایکس استفاده از مویرگهای ساخته شده از الیاف شیشه ای توخالی با دقت است. (به دلیل تفاوت ضریب شکست ، نور مرئی به الیاف جامد شیشه ای نیاز دارد). تک مویرگی دارای یک فیبر و چند مویرگی دارای گروهی از الیاف است.
فاصله کانونی و انتقال عدسی برای همه انرژیها یکسان نیست. انرژی های بسیار کم جذب لنز می شوند و انرژی های بسیار زیاد متمرکز نمی شوند بلکه فقط از لنز عبور می کنند.
4-9- سیستم خلا و هلیوم:
منبع ، نمونه و سیستم تشخیص در یک محفظه خلاء نصب شده است. هوا، تابش تیوب ، به ویژه پرتوهای کم انرژی را جذب می کند. این امر تجزیه عناصر نوری را غیرممکن می کند زیرا همه اشعه ایکس توسط هوا جذب می شود و به آشکارساز نمی رسد. مایعات و پودرهای مرطوب را نمی توان در خلا اندازه گیری کرد زیرا تبخیر می شوند. این نوع نمونه ها معمولاً در طیف سنج پر از هلیوم اندازه گیری می شوند. هلیوم تابش عناصر نور را تا حدود فلورین جذب می کند ، بنابراین اندازه گیری این عناصر در مایعات امکان پذیر نیست. با این حال ، هلیوم بر تابش عناصر سنگین تر تأثیر نمی گذارد.
5-آنالیز XRF:
تجزیه و تحلیل خوب با یک نمونه آماده و اندازه گیری خوب شروع می شود. این بخش نحوه تهیه انواع مختلف نمونه و نحوه اندازه گیری دقیق آنها را توضیح می دهد. پس از اندازه گیری نمونه، آنالیز می شود. این کار در دو مرحله انجام می شود: تجزیه و تحلیل کیفی و سپس تجزیه و تحلیل کمی. تجزیه و تحلیل کیفی تعیین می کند که عناصر موجود و شدت خالص آنها از طیف های اندازه گیری شده است. در بسیاری از شرایط معمول ، عناصر موجود در نمونه مشخص هستند و تنها شدت خالص آنها باید تعیین شود. از شدت خالص در تجزیه و تحلیل کمی برای محاسبه غلظت عناصر موجود استفاده می شود. EDXRF و WDXRF اغلب از روشهای کمی متفاوت برای تجزیه و تحلیل کیفی استفاده می کنند. در EDXRF مساحت زیر پیک شدت را نشان می دهد در WDXRF ارتفاع پیک شدت را می دهد. هر دو روش برای EDXRF و WDXRF کار می کنند ، اما هر دو مزایا و معایب خاص خود را دارند.
5-1-آماده سازی نمونه:
اغلب ، فقط یک نمونه کوچک از مواد تجزیه و تحلیل می شود، به عنوان مثال در یک کارخانه فولاد یک دیسک کوچک محتویات کامل کوره را نشان می دهد. نمونه باید نمایانگر کل مواد باشد ، بنابراین باید با دقت زیادی آماده شود. حساسیت طیف سنج های مدرن به حدی زیاد است که حتی اثر انگشت را تشخیص می دهند ، که می تواند تجزیه و تحلیل را مختل کند. یکی دیگر از الزامات اساسی این است که یک نمونه باید همگن باشد. طیف سنج ها فقط لایه سطحی نمونه را تجزیه و تحلیل می کنند ، بنابراین باید نمایانگر کل نمونه باشد. اکثر طیف سنج ها برای اندازه گیری نمونه هایی که دیسک های مدور هستند با شعاع بین 5 تا 50 میلی متر طراحی شده اند. نمونه در یک کاپ و کاپ، در طیف سنج قرار می گیرد. فیلم های حمایتی ویژه امکان اندازه گیری پودرها و مایعات سست را می دهند. انواع مختلف نمونه در زیر مورد بحث قرار گرفته است.
5-1-1- جامدات:
مواد جامد فقط به حداقل آماده سازی نمونه نیاز دارند. در بسیاری از موارد ، تمیز کردن کافی است. فلزات هنگام قرار گرفتن در معرض هوا ممکن است اکسید شوند ، بنابراین آنها اغلب قبل از اندازه گیری برای از بین بردن زنگ زدگی، آسیاب شده یا صیقل داده می شوند.
5-1-2-پودرها:
پودرها را می توان روی یک فیلم نگهدارنده قرار داد و مستقیماً اندازه گیری کرد. تکنیک دیگر این است که آنها را تحت فشارهای بسیار زیاد (20000 کیلوگرم) در یک قرص فشار دهید. گاهی اوقات یک ماده اتصال دهنده برای بهبود کیفیت قرص اضافه می شود. سپس قرص اندازه گیری و تجزیه و تحلیل می شود. اگر از یک ماده اتصال دهنده استفاده می شود ، باید در تجزیه و تحلیل در نظر گرفته شود زیرا به نمونه اولیه تعلق ندارد. باید دقت شود که نمونه همگن باشد.
5-1-3-فیوژن ها:
پودر همراه با یک افزودنی اتصال دهنده به نام شار نیز می تواند (1000 درجه سانتیگراد -1200 درجه سانتیگراد) در یک نمونه شیشه ای به نام فیوژنذوب شود. این نمونه همگن است و می تواند مستقیماً اندازه گیری شود. به دلیل فرآیند ذوب ، بخشی از نمونه می تواند به صورت H2O یا CO2 تبخیر شود تا نمونه قسمتی از محتویات خود را از دست بدهد. عناصری مانند S ، Hg و Cd نیز از گزینه های خروج نمونه در هنگام گرم شدن هستند. این تلفات را تلفات احتراق می نامند. وزن کردن نمونه قبل و بعد از تفجوشی به تعیین کل تلفات احتراق کمک می کند. تجزیه و تحلیل باید شار مورد استفاده و LOI را در نظر بگیرد. مواد شار عمدتا حاوی عناصر نوری مانند Li2B4O7 هستند ، بنابراین نمی توان آنها را اندازه گیری کرد. برای تصحیح این امر ، تحلیلگر باید در نظر بگیرد که از چه مواد و چند مورد استفاده می شود.
5-1-4-مایعات:
مایعات در کاپ های مخصوص با فیلم های نگه دارنده ریخته می شوند. گاهی رقیق کننده ها را برای به دست آوردن مایع کافی اضافه می کنند. مایعات را نمی توان در خلا اندازه گیری کرد زیرا تبخیر می شوند. اندازه گیری در هوا امکان پذیر است ، اما هوا بیشتر تابش را جذب می کند و اندازه گیری عناصر را غیرممکن می کند. بنابراین محفظه طیف سنج با گاز He پر شده است (مایعات تبخیر نمی شوند و تقریباً هیچ تابشی جذب نمی شود).
5-2-اندازه گیری XRF:
XRF یک تکنیک بسیار حساس است و نمونه ها باید تمیز باشند. حتی اثر انگشت روی نمونه می تواند بر نتیجه تجزیه و تحلیل تأثیر بگذارد. برای نتایج دقیق ، طیف سنج (به عنوان مثال، تنظیمات kV تیوب یا تنظیمات آشکارساز) بر روی عناصری که مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند تنظیم می شود. تنظیمات بد می تواند منجر به نتایج ضعیف شود. در EDXRF یک طیف کامل به طور همزمان اندازه گیری می شود و مساحت یک پیک ، غلظت یک عنصر را تعیین می کند. اندازه گیری ارتفاع پیک یک گزینه جایگزین است ، اما اطلاعات زیادی از دست می رود زیرا مساحت یک پیک نسبت به ارتفاع یک پیک کمتر نسبت به نویز حساس است. در WDXRF معمولاً اندازه گیری فقط در بالای مشخصات پیک انجام می شود. موقعیت پیک ها مشخص است و اندازه گیری فقط در موقعیت بالا بهترین دقت و کمترین زمان اندازه گیری را می دهد.
5-2-1-شرایط اندازه گیری بهینه:
“بهینه” را می توان به طرق مختلف تعریف کرد و تعریف، بستگی به معیارهای مورد استفاده دارد. معیارها می توانند بیشترین شدت، کمترین زمینه ، حداقل همپوشانی و بسیاری موارد دیگر باشند. شدت بالا و پس زمینه کم این مزیت را دارد که خطوط را می توان به طور دقیق و سریع اندازه گیری کرد. حداقل همپوشانی دارای این مزیت است که شدت خطوط را می توان مستقیماً و بدون تکنیک های پیچیده ریاضی تعیین کرد. حداکثر شدت در صورتی حاصل می شود که انرژی تابش ورودی درست بالای لبه جذب آن خط باشد. در سیستم های WDXRF و سیستم های EDXRF با تحریک مستقیم ، این کار را می توان با اعمال ولتاژ به تیوب انجام داد به طوری که بزرگترین قسمت طیف تیوب (پیوسته یا خط تیوب) دارای انرژی درست در بالای لبه جذب خط تحلیلی باشد.
در سیستم های EDXRF با استفاده از اهداف ثانویه ، این کار با استفاده از هدفی انجام می شود که دارای خط فلورسنت با انرژی درست در بالای لبه جذب خط تحلیلی است. طبق همان اصولی که برای سیستم های WDXRF شرح داده شده است ، ولتاژ اعمال شده به تیوب به گونه ای است که طیف تیوب عنصر (عناصر) مورد نظر را به طور مطلوب تحریک می کند. اگر چنین هدفی در دسترس نباشد ، از یک هدف بارکلا برای پراکندگی کل طیف تیوب استفاده می شود. ولتاژ تیوب به گونه ای انتخاب می شود که بزرگترین قسمت طیف تیوب دارای انرژی درست در بالای لبه جذب خط تحلیلی باشد. همپوشانی خطوط، زمانی روی می دهد که خط یک عنصر با خط یک عنصر دیگر همپوشانی داشته باشد. خط تداخل می تواند از یک عنصر در نمونه ، بلکه از یک عنصر در تیوب ، کریستال ، هدف ثانویه یا هر جزء دیگر در مسیر نوری ناشی شود. وضوح بالا و یا پراکندگی حداقل همپوشانی خط را بدست می آورد. در طیف سنج های WDXRF ، کریستال و کولیماتور تأثیر زیادی بر روی همپوشانی خط دارند که با انتخاب کریستال و دستگاه کولیماتور مناسب می توان آنها را به حداقل رساند. در طیف سنج های EDXRF، آشکارساز و تنظیمات MCA تأثیر زیادی بر وضوح تصویر دارند و باید با دقت انتخاب شوند. برای طیف سنج هایی که از اهداف ثانویه استفاده می کنند، انتخاب هدف مناسب ضروری است. خطوط هدف پراکنده می توانند با خطوط نمونه تداخل داشته باشند بنابراین انتخاب هدفی که کمترین تداخل را داشته باشد توصیه می شود. استفاده از هدفی که فقط عناصر مورد علاقه را بر می انگیزد و نه عناصری که خطوط تداخل را ایجاد می کند ، به کاهش همپوشانی خط کمک می کند.
5-3-تجزیه و تحلیل کیفی در EDXRF:
اولین قدم در تجزیه و تحلیل تعیین موقعیت های پیک ها و نواحی خط است. موقعیت قله ها نشان دهنده حضور عناصر و نواحی نشان دهنده شدت خطوط است. در جایی که عناصر یک نمونه به طور پیشینی شناخته می شوند ، فقط باید شدت آنها را تعیین کرد. تجزیه و تحلیل کمی نیاز به شدت خالص دارد ، به این معنی که زمینه باید از طیف تفریق شود.
5-3-1-جستجوی پیک و مطابقت پیک:
جستجوی پیک و مطابقت پیک برای یافتن عناصر موجود در نمونه استفاده می شود. جستجوی پیک از یک روش ریاضی برای یافتن پیک ها در یک طیف استفاده می کند. Peak match عناصری را که مختصات پیک به آنها تعلق دارند تعیین می کند. این امر با مقایسه موقعیت پیک ها با پایگاه داده ای که موقعیت همه خطوط ممکن را دارد ، انجام می شود.
5-4-تجزیه و تحلیل کمی در EDXRF و WDXRF:
تجزیه و تحلیل کمی اساساً برای EDXRF و WDXRF یکسان است. تنها تفاوت این است که در EDXRF مساحت پیک، شدت را می دهد ولی در حالی که در WDXRF ارتفاع پیک شدت را می دهد. برای محاسبه ترکیب نمونه ها می توان از روش های ریاضی دقیقاً مشابه استفاده کرد. در تجزیه و تحلیل کمی ، شدت خالص به غلظت تبدیل می شود. روش معمول این است که طیف سنج را با اندازه گیری یک یا چند ماده مرجع کالیبره کنید. کالیبراسیون رابطه بین غلظت عناصر و شدت خطوط فلورسنت آن عناصر را تعیین می کند. هنگامی که رابطه مشخص شد می توان غلظت های ناشناخته را تعیین کرد. شدت عناصر با غلظت ناشناخته اندازه گیری می شود و غلظت مربوطه از کالیبراسیون تعیین می شود.
5-5- تجزیه و تحلیل بدون استاندارد
تجزیه و تحلیل کمی توصیف شده در بخش قبل نیاز به نمونه های استاندارد برای کالیبراسیون دارد. اگر از مدلهای ضریب استفاده شود، کالیبراسیون فقط در محدوده محدود و فقط برای نمونه های ناشناخته مشابه استانداردها معتبر است. با استفاده از پارامترهای بنیادین به جای مدل های ضریب ، می توان این امر را در محدوده کامل گسترش داد. در هر دو حالت، کالیبراسیون رابطه بین غلظت یک ترکیب و شدت یک عنصر را تعیین می کند. ترکیبات می توانند عناصر خالص مانند Fe ، Cu بلکه FeO یا Fe2O3 باشند. اگر کالیبراسیون با FeO انجام شود، تجزیه و تحلیل غلظت FeO را نیز تعیین می کند، اما اگر نمونه ای با Fe2O3 اندازه گیری شود، تعیین غلظت این ترکیب ممکن نیست. یکی از راههای مستقل کردن کالیبراسیون از ترکیبات به شرح زیر است:
1. استانداردها به عنوان عناصر و یا ترکیبات وارد می شوند، اما همه غلظت ها با استفاده از فرمول شیمیایی ترکیب و وزن اتمی عناصر به غلظت عناصر تبدیل می شوند.
2. کالیبراسیون در هر عنصر انجام می شود، بنابراین غلظت عناصر در برابر شدت آنها کالیبره می شود.
3. غلظت عناصر برای یک نمونه ناشناخته تعیین می شود.
4- غلظت عناصر با استفاده از نمونه شیمیایی به همراه ترکیب شیمیایی آن و وزن اتمی عناصر به غلظت های ترکیب تبدیل می شود.
به این ترتیب ، کالیبراسیون مستقل از نمونه های مورد تجزیه و تحلیل است. همه انواع مواد در حال حاضر می توانند به عنوان استانداردها مورد استفاده قرار گیرند به شرطی که حاوی عناصر مورد نظر باشند. از آنجا که استانداردها را می توان به طور مستقل از نمونه مورد تجزیه و تحلیل انتخاب کرد، دیگر آنها را استاندارد نمی نامند بلکه نمونه های مرجع می نامند و این روش را بدون استاندارد می نامند. برای تجزیه و تحلیل کیفی، ترکیب نمونه مهم نیست زیرا شدت تابش را از عناصر تعیین می کند و نه از ترکیبات. تجزیه و تحلیل کمی و کیفی می تواند کاملاً خودکار باشد و تجزیه و تحلیل انواع مواد را با یک کالیبراسیون ممکن می سازد.
یکی از دستگاه های قابل عرضه در شرکت آریافن ورزان دستگاه XRF ساخت شرکت روسیه ای Bourevestnik و یا دستگاه XRF ساخت شرکت ژاپنی HORIBA می باشد.
English 
فارسی