X射線熒光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer,簡稱:XRF光譜儀),是一種快速的、非破壞式的物質(zhì)測量方法。X射線熒光(X-ray fluorescence,XRF)是用高能量X射線或伽瑪射線轟擊材料時激發(fā)出的次級X射線。這種現(xiàn)象被廣泛用于元素分析和化學(xué)分析,特別是在金屬,玻璃,陶瓷和建材的調(diào)查和研究。
X熒光光譜儀主要由激發(fā)源(X射線管)和探測系統(tǒng)構(gòu)成。其原理就是:X射線管通過產(chǎn)生入射X射線(一次X射線),來激發(fā)被測樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線(又叫X熒光),并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量或者波長。然后,儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷,同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線,因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量分析。用X射線照射試樣時,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熒光光譜儀。
當(dāng)材料暴露在短波長X光檢查,或伽馬射線,其組成原子可能發(fā)生電離,如果原子是暴露于輻射與能源大于它的電離勢,足以驅(qū)逐內(nèi)層軌道的電子,然而這使原子的電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在外軌道的電子會“回補(bǔ)”進(jìn)入低軌道。在“回補(bǔ)”的過程會釋出多余的能源,光子能量是相等兩個軌道的能量差異的。因此,物質(zhì)放射出的輻射,這是原子的能量特性。