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    熒光分析X射線管的X射線熒光原理

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    熒光分析X射線管的X射線熒光原理

    發布日期:2018-07-04 作者: 點擊:

      熒光,顧名思義就是在光的照射下發出的光。X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發出的X射線,熒光分析X射線管它包含了被分析樣品化學組成的信息,通過對上述X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器就是X射線熒光分析儀。

      從原子物理學的知識我們知道,對每一種化學元素的原子來說,都有其特定的能級結構,其核外電子都以各自的能量在各自的固定軌道上運行,內層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛,成為自由電子,我們說原子被激發了,處于激發態,這時,其他的外層電子便會填補這一空位,也就是所謂躍遷,同時以發出X射線的形式放出能量。

      X射線管是一種高壓真空二極管,它包括發射電子的陰極和一個接收電子的陽極(靶)。由燈絲電流加熱鎢絲,產生的電子云在陽極和燈絲間所加電位差的作用下,沿聚焦管被加速飛向陽極靶,所獲X射線的很大一部分穿過窗口射出。陰極套用于吸收無用的散射電子并擋住從燈絲發出的鎢擴散。

      當能量高于原子內層電子結合能的X射線與原子發生碰撞時,驅逐一個內層電子而出現一個空穴,使整個原子體系處于不穩定的激發態,激發態原子壽命約為10-12-10-14s,然后自發地由能量高的狀態躍遷到能量低的狀態。這個過程稱為馳豫過程。

      馳豫過程既可以是非輻射躍遷,也可以是輻射躍遷。安檢X射線管當較外層的電子躍遷到空穴時,所釋放的能量隨即在原子內部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子,此稱為俄歇效應,亦稱次級光電效應效應,所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。它的能量是特征的,與入射輻射的能量無關。

      當較外層的電子躍入內層空穴所釋放的能量不在原子內被吸收,而是以輻射形式放出,便產生X射線熒光,其能量等于兩能級之間的能量差。因此,X射線熒光的能量或波長是特征性的,與元素有一一對應的關系。

      由于每一種元素的原子能級結構都是特定的,它被激發后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的,稱之為特征X射線。

      通過測定特征X射線的能量,便可以確定相應元素的存在,而特征X射線的強弱則代表該元素的含量。量子力學知識告訴我們,X 射線具有波粒二象性,既可以看作粒子,也可以看作電磁波??醋髁W訒r的能量和看作電磁波時的波長有著一一對應關系。

      顯然,無論是測定能量,還是波長,都可以實現對相應元素的分析,其效果是一樣的。 


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