全反射X射線熒光光譜儀(TXRF)原理簡述

X射線熒光(XRF)是當原級X射線照射樣品時，受激原子內層電子產生能級躍遷所發(fā)射的特征二次X射線。該二次X射線的能量及強度可被探測，與樣品內待測元素的含量相關，此為XRF光譜儀的理論依據(jù)。

根據(jù)分光系統(tǒng)的不同，XRF光譜儀主要有波長色散型(WDXRF)和能量色散型(EDXRF)兩種，二者結構示意如下圖：

圖1 WDXRF結構示意圖 

圖2 EDXRF結構示意圖

自上世紀40年代XRF光譜儀誕生，作為元素光譜分析技術的重要分支，在冶金、地質、礦物、環(huán)境等領域有著廣泛應用。但常規(guī)XRF光譜儀并不適于痕量元素的檢測，而且復雜多變的基體效應導致系統(tǒng)誤差較大。目前，多采用數(shù)學校正、基體分離等手段以克服這些缺點。

在上世紀70年代，出現(xiàn)了將全反射現(xiàn)象應用于XRF分析的技術，即將少量樣品置于平滑的全反射面上進行檢測，稱為全反射X射線熒光(TXRF)。如下圖：

圖3 TXRF結構示意圖

由上圖可以看出，EDXRF中X射線的出入射角度通常約為40o，分析深度通常發(fā)生在近表層100μm左右，有較強的背景及基體影響；TXRF為EDXRF的變種，其入射角度<0.1o，分析深度通常<1μm，原級束幾乎被全反射。

通常，僅需將樣品溶液或懸濁液置于支撐的光學平面上(如石英玻璃)，蒸干后，殘留物上機檢測。因平面的高反射率，載體的光譜背景幾乎被消除；少量的殘留物所形成的薄層樣品基體效應很小，具有以下幾點重要的優(yōu)勢：

?TXRF可不使用標準曲線，僅用內標法便完成定量分析；

?具有出色的檢出能力，低至10-7~10-12g；

?微量樣品中痕量元素的檢測。

意大利GNR公司是一家老牌歐洲光譜儀生產商，其X射線產品線誕生于1966年，經過半個多世紀的技術開發(fā)和研究，該產品線已經擁有眾多型號滿足多個行業(yè)的分析需求。X射線衍射儀（XRD）可測試粉末、薄膜等樣品的晶體結構、殘余奧氏體、殘余應力等指標，多應用于分子結構分析及金屬相變研究；而全反射X熒光光譜儀（TXRF）的檢測限已達到皮克級別，其非破壞性分析特點應用在痕量元素分析中，涉及環(huán)境、醫(yī)藥、半導體、核工業(yè)、石油化工等行業(yè)。