点击图片查看原图
手持光谱仪带你了解元素的特征信息
射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。由Moseley定律可知，只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。X射线探测器将样品元素的X射线的特征谱线的光信号转换成易于测量的电信号来得到待测元素的特征信息。
手持光谱仪的原理
在XRF分析法中，从光发射管里发射出来的高能初级射线光子会撞击样本元素。这些初级光子含有足够的能量可以将里层即K层或L层的电子撞击脱轨。这时，原子变成了不稳定的离子。由于电子本能会寻求稳定，外层L层或M层的电子会进入弥补内层的空间。在这些电子从外层进入内层的过程中，它们会释放出能量，我们称之为二次X射线光子。而整个过程则称为萤光辐射。每种元素的二次射线都各有特征。而X射线光子萤光辐射产生的能量是由电子转换过程中内层和外层之间的能量差决定的。例如，铁原子Fe的Kα能量大约是6.4千电子伏。特定元素在一定时间内所发射出来的X射线的数量或者密度，能够用来衡量这种元素的数量。典型的XRF能量分布光谱显示了不同能量时光子密度的分布情况。
手持式光谱仪应用——黑曜石的检测
考古学中起源地的研究基于的理论是将文明意义上的物品追溯到地质学意义上的起源。黑曜石是火山活动过程中所产生的一种稀有的产物，并被古人所大量使用。通常，它的外观为亮黑色，但有时也呈现出红色或绿色。手持式光谱仪和中子活化分析已被用于鉴别西半球300-400种不同组成及产地的黑曜石。且手持式光谱仪本身足以判定黑曜石的来源地，所以手持荧光光谱仪对于该应用无疑是一种理想的分析工具。通常情况下，Zn、Rb、Sr，Y、Zr、Nb、Ti、Mn、Fe、Ba 是判定黑曜石来源地的关键元素。
