5.4.3 Nguồn tia X
Nguồn tia X được tạo thành từ các thành phần sau:
Chuyển hướng. 8 Các thành phần của nguồn tia X

5.4.4. Monochromator
Nhiệm vụ của bộ đơn sắc là chỉnh sửa hình học và phân bố phổ của bức xạ ống X quang đến một sự phù
hợp tối ưu cho tổng kích thích phản xạ.
Việc định hình chùm tia được thực hiện bằng phương tiện của hệ thống khẩu độ và tạo ra hình dạng
chùm tia trong khu vực mẫu khoảng 7 x 0,1 mm2.
Sự đơn sắc hóa của bức xạ ống được thực hiện thông qua phản xạ Bragg trên một lớp đa lớp.
Đa lớp được làm bằng các lớp xen kẽ ánh sáng và các nguyên tố nặng hoặc các hợp chất của chúng. Một
ví dụ điển hình cho loại cấu trúc này là một hệ thống lớp làm bằng 100 lớp bản sao Nickel / Carbon với
khoảng cách là 2,88 nm.
Do cấu trúc định kỳ của đa lớp, pha phản xạ tia X dẫn đến nhiễu với các hiệu ứng khuếch đại và xóa bỏ
cho các bước sóng nhất định của chùm sự cố tùy thuộc vào góc tới. Một mô tả chính của hiệu ứng này
cho phép phương trình Bragg

với ý nghĩa
n số nguyên,
λ bước sóng của bức xạ tia X,
d khoảng cách giữa các lớp trùng lặp,
ϑ góc chùm tia tới.
Bragg phản chiếu trên nhiều lớp
Phương trình Bragg mô tả các góc nào mang lại kết quả phản xạ đặc biệt tốt cho năng lượng bất kì (bước
sóng). Đối với dòng Mo-Kalpha được áp dụng rất thường xuyên 17,5 keV góc Bragg cho một lớp với
khoảng cách 2,88nm là khoảng ca. 0,7 độ.


Hình. 10 Đơn sắc hóa bức xạ kích thích bằng phương tiện của một đơn sắc đa lớp
Trong bộ đơn sắc, góc tới và góc phản xạ trên lớp ghép được điều chỉnh bởi hệ thống khẩu độ theo cách
mà năng lượng thú vị của phổ tia X được phản xạ (xem hình 9). Ngoài ra, một bộ lọc làm bằng lá kim loại

thường được sử dụng để loại bỏ các photon tia X năng lượng thấp, mà theo đó sẽ vượt qua đa lớp trong
tổng phản xạ.
1 phổ kích thích
2 phổ sau khi lọc trước, bộ lọc thành phần ẩn ở đây
3 phổ phát xạ của ống
4 x-ray ống


5 đơn sắc
6 chùm kích thích đơn sắc
7 máy dò
8 tàu sân bay mẫu.
Hình 10 cho thấy hiệu ứng của bộ đơn sắc tạo dòng Mo-Kalpha của ống Mo.
Cấu hình và điều chỉnh thiết bị đơn sắc được thực hiện tại nhà máy và khách hàng không thể sửa đổi.
5.4.5 đầu dò tia X
Bức xạ tia X đặc trưng, được phát ra bởi mẫu, được thu thập trong một máy dò chất bán dẫn hoạt động
theo nguyên tắc buồng trôi (SDD) (xem Hình 11).

Hình 11 Mặt cắt ngang của đầu dò tia X SDD
Trong khối lượng hoạt động của detector, mỗi lượng tử tia X gây ra một khoảng trống được thực hiện tới
một điện cực bằng một trường điện áp cao bên trong và gây ra một vụ nổ điện (xem hình 12). Xung này
được khuếch đại bởi một preamplifier và được khấu trừ qua bộ khuếch đại quang phổ XSPV tới bộ xử lý
tín hiệu số XDSP.
Các tín hiệu đầu ra kỹ thuật số được xử lý bởi bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số XDSP, được tóm tắt trong
quang phổ hoàn chỉnh và được truyền đến máy tính điều khiển thông qua giao diện RS232.


Hình 12 Chức năng của thiết bị dò tìm tia X SDD
Để giảm thiểu tiếng ồn, đầu dò bán dẫn được làm lạnh bằng nhiệt điện. Việc cung cấp điện áp phụ cũng
như kiểm soát chế độ làm mát được thực hiện bởi thành phần Xnetz

5.4.6 Cơ chế định vị
Phân tích huỳnh quang tia X phản xạ tổng thể (TXRF) đòi hỏi hướng dẫn chùm tia chính xác và ổn định.
Nhược điểm của các thành phần đơn lẻ trong phạm vi 0,1 mm tương ứng 0,1 ° có thể gây ra sự khác biệt
về độ nhạy của thiết bị từ 0 đến 100%!


Hình 13 Cơ học định vị của đường tia TXRF
1 nguồn tia X
2 đơn sắc
3 tàu sân bay mẫu
4 điều chỉnh góc tới (chỉ với công cụ đặc biệt)
5 vị trí dầm tương đối so với sóng mang mẫu
6 điều chỉnh đơn sắc so với nguồn tia X
7 giao diện điều chỉnh trên bảng điều khiển phía trước
Khái niệm xây dựng cho việc thực hiện các yêu cầu nghiêm ngặt này dựa trên sự kết hợp của các cơ chế
thích hợp và một quy trình rất đơn giản để điều chỉnh đường đi chùm tia.
Hình 13 hiển thị các thành phần quan trọng nhất của đường tia TXRF và cơ chế định vị được kết nối. Một
trong những thành phần quan trọng nhất là bộ đơn sắc (2), được mô tả trong phần 5.4.4.


Bộ đơn sắc xác định đáng kể sự phân bố phổ và chất lượng hình học của chùm kích thích. Vì lý do này,
thành phần này được cố định trong chính nó. Bộ đơn sắc nằm trên một thanh trượt điều chỉnh tuyến
tính, cho phép điều chỉnh tương đối liên quan đến tiêu điểm của ống. Cường độ cực đại tại đầu ra của
bộ đơn sắc có nghĩa là điều chỉnh tối ưu thành phần này. X-quang ống và monochromator cùng nhau
thiết lập các mô-đun kích thích.
Nhiệm vụ quan trọng thứ hai được kết nối với hướng dẫn chùm tia là vị trí của chùm tia X ở trung tâm
của vật mang mẫu. Điều này có thể bằng phương tiện của một slide điều chỉnh thứ hai, cho phép điều
chỉnh mô-đun kích thích hoàn toàn tương ứng với vật mang mẫu.
Yêu cầu quan trọng cuối cùng cho tổng phản xạ là góc tới thích hợp của chùm kích thích tương ứng với
bề mặt của vật mang mẫu. Điều kiện phản xạ tổng được điều chỉnh bằng phương tiện đưa mẫu vào sử

dụng công cụ điều chỉnh góc.
Vì vậy, ba nhiệm vụ phải được thực hiện liên quan đến điều chỉnh thiết bị:
?? vị trí của thiết bị đơn sắc so với ống X quang
?? định vị chùm tia kích thích vào tâm của vật mang mẫu
?? điều chỉnh góc phản xạ tổng
Các nhạc cụ được cung cấp với một điều chỉnh tối ưu. Một điều chỉnh có thể là cần thiết sau khi vận
chuyển hoặc trong trường hợp biến động nhiệt độ cao.
Đối với ba trục của cơ chế định vị, các thông số sau đây là hợp lệ:
Bảng. 9 Tham số của cơ chế định vị
Tham số

Monochromator

Vị trí dầm

Góc đột biến

độ phân giải

0,25 mm / rev

0,5 mm / rev

0,512 ° / rev

phạm vi điều chỉnh

+ - 80 μm

+ - 80 μm


+-5°

xoay chiều kim đồng
hồ

monochromator
di
chuyển về phía bảng
điều khiển phía sau

chùm di chuyển về phía
vật mang mẫu

tăng góc tới

xoay ngược chiều kim
đồng

monochromator
di
chuyển về phía bảng
điều khiển phía trước

chùm di chuyển về phía
detector

góc tới giảm

Người sử dụng S2 PICOFOXTM có cơ hội điều chỉnh thiết bị đơn sắc và vị trí chùm tia thông qua hai giai

đoạn quay ở khu vực phía trước của thiết bị (xem Tab 9). Trong vấn đề này, phạm vi điều chỉnh đã bị hạn
chế về cơ học
Một hướng dẫn chi tiết có chứa điều chỉnh của đường dẫn chùm tia sẽ được đưa ra trong phần 11 "Bảo
trì của S2 PICOFOX ™".
5.4.7 Hướng dẫn thay đổi mẫu


Trình thay đổi mẫu bên trong S2 PICOFOXTM có các tác vụ khác nhau. Một chức năng rất quan trọng là
người dùng có thể đưa mẫu vào quy trình đo mà không đi vào khu vực của bức xạ tia X. Do đó, bộ đổi
mẫu cung cấp chức năng an toàn bức xạ.
Bên cạnh cơ chế định vị, bộ đổi mẫu cũng là một nhiệm vụ quan trọng liên quan đến việc đảm bảo các
điều kiện đo lặp lại. Đây là lý do tại sao việc điều chỉnh trục của sóng mang mẫu đối với thiết bị dò được
thực hiện riêng với bộ đổi mẫu.
Một chức năng bổ sung là bảo vệ mẫu từ ô nhiễm, không nên đánh giá thấp.
Thông tin được cung cấp cho cả hai, hướng dẫn sử dụng phiên bản và tự động

Hình 14 Thiết kế nguyên tắc của bộ đổi mẫu thủ công
1 người giữ mẫu
2 tàu sân bay mẫu
3 công tắc vị trí cuối
4 động cơ DC
5 giai đoạn tuyến tính
Hình 14 hiển thị thiết kế theo nguyên tắc liên quan đến bộ đổi mẫu của bộ đổi mẫu thủ công S2
PICOFOXTM.


Trình thay đổi mẫu thủ công là một ổ đĩa vị trí kết thúc đơn giản với một động cơ DC. Sau khi bật thiết bị,
bộ đổi mẫu sẽ tự động được điều khiển vào vị trí đo. Các mui xe phía trước được đóng sau đó. Bộ đổi
mẫu được vận hành bằng nút bấm ở mặt trước (xem hình 15). Tác động của nút nhấn là xen kẽ. Điều này
có nghĩa là bất kỳ sự kích hoạt nào dẫn đến sự đảo ngược hướng chuyển động của bộ đổi mẫu.


Hình 15 Mặt trước của bộ đổi mẫu thủ công
1 người giữ mẫu
2 tàu sân bay mẫu
3 nút chuyển đổi cho phong trào thay đổi mẫu
5.4.8 Tự động thay đổi mẫu
Hình 16 hiển thị thiết kế theo nguyên tắc liên quan đến bộ đổi mẫu của S2 PICOFOXTM tự động, hoạt
động theo nguyên tắc của máy chiếu slide. Với điều này, có thể đo tối đa 25 sóng mang mẫu trong một
băng (xem hình 17).


Trình thay đổi mẫu có ba trục chính cơ giới. Ổ đĩa cassette đặt băng cassette theo cách mà người vận
chuyển mẫu có yêu cầu có thể được chọn cho quá trình đo. Bộ kẹp di chuyển vật mang mẫu ra khỏi băng
vào khu vực phía trước của máy dò. Thang máy nhấn tàu sân bay mẫu đối với vị trí chuẩn của bố trí TXRF

Hình 16 Hoạt động của mô đun bộ đổi mẫu tự động
1 hướng di chuyển của băng cassette
2 hướng di chuyển của thang máy
3 hướng di chuyển của kẹp
4 bảng điều khiển phía trước
Thận trọng! Yêu cầu cơ bản cho hoạt động thích hợp của bộ đổi mẫu là việc áp dụng các sóng mang mẫu
được nhà sản xuất phê chuẩn. Đây phải là hoàn toàn không bị hư hại.
Khi chèn, các vật mang mẫu phải trượt vào vị trí mà không có bất kỳ áp lực nào của chính chúng và do
đó, không được mắc kẹt. Ngoài ra, các quy tắc cho việc chuẩn bị các hãng vận chuyển mẫu được mô tả
trong phần 8.3. phải được theo sau.


Do not incline: không dc làm nghiêng
Hình 17 Băng thay đổi mẫu với sóng mang mẫu thủy tinh thạch anh (quartz)
Trái với hướng dẫn thay đổi mẫu, tự động thay đổi mẫu có thể được vận hành độc quyền thông qua

phần mềm.
Đối với cả hai bộ đổi mẫu, một màn hình ở bảng mặt trước có sẵn, hiển thị ngay khi mẫu ở vị trí đo.
Thận trọng! Các vật mang mẫu bên trong băng cassette không bị khóa thêm. Băng cassette không được
nghiêng (xem hình 17) cho các vật mang mẫu có thể rơi ra khỏi băng cassette
Thận trọng! Liên quan đến bộ đổi mẫu tự động, không được thay đổi cassette trừ khi mẫu vẫn ở vị trí
đo.
Lỗi đơn giản của trình thay đổi mẫu có thể được xóa bởi người dùng được đào tạo. Đối với điều này, các
mô-đun có thể được kéo ra trên một đường sắt kính viễn vọng để được duy trì (xem phần 11).
5.4.9 Các mạng mang mẫu
Trong phân tích TXRF, nhà cung cấp mẫu đóng một vai trò quan trọng đối với việc đạt được kết quả phân
tích tối ưu. Bởi vì điều này, nhu cầu lớn được thực hiện trên vật liệu và hiệu suất cơ học của các tàu sân
bay mẫu.
?? Bruker Nano GmbH áp dụng kích thước tiêu chuẩn cho TXRF với đường kính 30 mm và độ dày 3 mm ±
0,1 mm. Chỉ hình học này đảm bảo chức năng của bộ đổi mẫu!
?? Các nhà cung cấp mẫu với ngoại lệ của vật liệu mang vật liệu chính nó phải được hóa học tinh khiết
nhất có thể.


?? Bề mặt của sóng mang phải được đánh bóng ít nhất là chất lượng quang học và độ đều phải là
Lambda / 4 tốt hơn.
Các đặc tính được đề cập trước hết phải được đảm bảo bởi nhà sản xuất của các hãng vận chuyển mẫu.
Ngoài ra, người dùng cũng có trách nhiệm cao về chất lượng của vật liệu mang và khả năng kết quả của
phương pháp.
?? Sau mỗi lần phân tích, các vật mang mẫu (kính acrylic ngoại lệ) phải được làm sạch rất cẩn thận. Một
hướng dẫn tương ứng được đưa ra trong phần 8.2.
?? Mặc dù các tàu sân bay mẫu được làm bằng vật liệu rất cứng, chúng có thể bị hư hỏng hoặc bị cào bởi
việc xử lý không phù hợp. Bất kỳ thiệt hại của đánh bóng dẫn đến sự gia tăng của nền quang phổ.

Hình 18 Các loại sóng mang mẫu
1 thủy tinh thạch anh quartz

2 carbon thủy tinh
3 sapphire
4 kính acrylic
Các tàu sân bay mẫu làm bằng thủy tinh thạch anh tổng hợp có sự công nhận cao nhất trong phân tích
TXRF cho đến nay. Họ là tương đối rẻ tiền và có thể được sản xuất với chất lượng đầy đủ. Ngoài ra,
chúng rất dễ làm sạch và có độ bền cao.
Hình 18 hiển thị các loại nhà cung cấp mẫu và Tab phổ biến nhất. 10 tóm tắt những lợi thế và bất lợi
quan trọng nhất trong so sánh
Bảng. 10 Ưu điểm và nhược điểm của các loại tàu sân bay mẫu khác nhau
Kiểu
thủy tinh thạch anh

Ưu điểm
- rất tinh khiết
- rất khó
- dễ dàng để làm sạch

Nhược điểm
- Giá trị trống Si
- không ổn định so với HF


carbon thủy tinh

- không có dòng huỳnh quang
vật liệu
- electroconductive

- khó đánh bóng
- nền cao hơn

- đắt

sapphire

- hóa học rất ổn định
- bền chặt

- Giá trị trống Al
- đắt

kính acrylic

- mua hàng rẻ tiền
- giá trị trống thấp
- dùng một lần, không cần dọn
dẹp

- nền rất cao
- giá trị trống S thường xuyên

Hình 19 cho thấy phổ nền của các vật mang mẫu rỗng trong quy mô xung logarit sau một thời gian đo
1800 s cho một thiết bị có mô đun hiệu suất cao. Sự khác biệt chính có thể được phát hiện ở cường độ
nền và các tín hiệu huỳnh quang do chính vật liệu mang mẫu gây ra. Trong tất cả các phổ Ar từ không khí
có thể được tìm thấy như là một nền huỳnh quang. Sau thời gian đo dài hơn, thậm chí có thể phát hiện
được huỳnh quang Kr ở 12,6 keV.
Tất cả các chất mang mẫu được đo bằng cùng một góc tới của bức xạ kích thích. Sự so sánh của quang
phổ cho thấy rõ ràng rằng nền cho các vật mang mẫu thủy tinh acrylic và thủy tinh cacbon cao hơn rõ
rệt. Một trong những lý do chính là các góc giới hạn của tổng phản xạ đối với thủy tinh acrylic và carbon
thủy tinh thấp hơn rõ rệt so với các thủy tinh thạch anh và sapphire (xem phần 6.2.1). Trong khi ở góc tới
0,08 °, phần chính của các photon tia X được phản xạ xuất sắc bởi thạch anh và sapphire, sự tán xạ rộng

rãi của tia X lượng tử xảy ra trên kính acrylic và thủy tinh carbon cho cùng một góc tới.
Các dụng cụ chủ yếu làm việc với kính acrylic và thủy tinh acrylic nên được điều chỉnh theo các góc nhỏ
hơn.
Trong số các vạch huỳnh quang gây ra bởi vật liệu mang vật liệu mẫu, chính nó là Al với chất mang mẫu
sapphire, Si với thủy tinh thạch anh và tương đối thường xuyên S với kính acrylic. Ca huỳnh quang có thể
nhìn thấy trong quang phổ sapphire là do ô nhiễm.


Hình 19 Quang phổ nền trong thang đo logarit cho các loại tàu sân bay mẫu khác nhau
5.4.10 Máy tính điều khiển
6.1.4 Thành phần của phổ TXRF
Thành phần chung của phổ TXRF điển hình (xem Hình 24) sẽ được giải thích bằng 1-ng-Ni
mẫu như sau:


Hình 24 Thành phần điển hình của phổ TXRF
1. Abscissa trong đơn vị đo kilo electron volts (keV) hoặc trong bản trình bày kênh sau khi dịch chuyển
phần mềm.
2. Đỉnh huỳnh quang Si của vật mang mẫu thủy tinh thạch anh.
3. Đỉnh huỳnh quang Ar của phần Ar trong không khí. Có một chùm tia kích thích ở phía trước máy dò,
nơi nguyên tố Ar (0,9% phần trong không khí) được kích thích thành huỳnh quang tia X.
4. Đỉnh huỳnh quang của các nguyên tố Ca, Fe, Zn và Pb. Trong ví dụ này, nó là về sự ô nhiễm trên các tàu
sân bay mẫu tương ứng trong các hóa chất được sử dụng.
5. Kα1,2 - pic huỳnh quang của mẫu 1-ng-Ni.
6. Đỉnh tán xạ Compton và Rayleigh.
Sự tương tác của bức xạ kích thích với mẫu và chất mang mẫu không chỉ gây ra sự kích thích bức xạ
huỳnh quang tia X. Trong thực tế, có một số hiệu ứng tương tác khác, mà không phải là tất cả có thể nhìn
thấy trong quang phổ. Một hiệu ứng rõ ràng có thể nhìn thấy là sự tán xạ của chùm kích thích trên mẫu
và chất mang mẫu. Ở đó, có thể quan sát thấy hai hiệu ứng. Nếu lượng tử tia X nằm rải rác mà không
mất năng lượng, nó được gọi là tán xạ đàn hồi hoặc Rayleigh. Nó gây ra sự xuất hiện của một hình ảnh

của phổ kích thích trong quang phổ (6).
Nếu mâu thuẫn, một tương tác với một kết quả mất năng lượng từ sự tán xạ (tán xạ không đàn hồi), các
lượng tử tia X này có thể được quan sát thấy ở phía năng lượng thấp hơn của bức xạ kích thích. Điều này


cũng được đặt tên là tán xạ Compton (7). Do phạm vi biến đổi của tổn thất năng lượng, đỉnh Compton
rộng hơn nhiều so với đỉnh Rayleigh.
7. Xem không. 6
8. Đỉnh năng lượng không.
Đỉnh năng lượng bằng không không có nguồn gốc trong mẫu hoặc detector nhưng được tổng hợp bởi
các thiết bị điện tử. Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các thiết bị điện tử và cho các nhiệm vụ dịch
vụ. Màn hình của nó trong quang phổ có thể được tắt trong Tùy chọn đo lường.
9. Quy định số lượng đơn vị đo (xung) hoặc sau khi chuyển sang đơn vị đo đếm / giây (cps) trong phần
mềm.
6.1.5 Đánh giá phổ huỳnh quang tia X
Trong phạm vi phân tích huỳnh quang tia X, chủ yếu là hai nhiệm vụ một phần được giải quyết. Những
yếu tố nào có trong mẫu và tỷ lệ của chúng trong phạm vi mẫu hoàn chỉnh là bao nhiêu? Điều này
thường được gọi là nhận dạng phần tử và định lượng phần tử. Thông thường, nhiệm vụ đo lường chỉ bị
hạn chế trong việc xác định các yếu tố.
Sau khi hoàn thành phép đo, bản thân quang phổ chỉ là một tập dữ liệu và chưa phải là kết quả. Nó là
một quá trình lặp lại của hiệu chỉnh và đánh giá phổ dẫn đến giải pháp của một nhiệm vụ phân tích.
Các bước khác nhau của một đánh giá phổ sẽ được mô tả ngắn gọn như sau:
Bảng. 13 các bước đánh giá phổ
Phương pháp
Chỉnh
sửa
1
quang phổ
chỉnh sửa các
đồ tạo tác đầu

dò nhất định
chẳng hạn
như nền kệ và
đỉnh thoát
hiểm.

Phổ

Phần phổ của
chuẩn Ga
trước (đỏ) và
sau (chỉnh
màu cam).
Hình 25. Hiệu chỉnh phổ


2 Xác định
nguyên tố
Các vạch huỳnh
quang tia X của
các phần tử
riêng lẻ được
lưu trữ trong
phần mềm
dưới dạng một
thư viện dữ liệu
nguyên tử.
Việc xác định
các yếu tố
thường được

thực hiện bằng
cách so sánh
tương tác của
các dòng phổ
hiển thị và phổ
đo được.
3 Chỉnh sửa nền
Một nền quang
phổ còn lại bao
gồm giá phát
hiện và bức xạ
kích thích phân
tán được tính
bằng phương
pháp của một
thuật toán toán
học (màu xanh
trong hình 27)
và được trừ ra
khỏi quang
phổ.

Hình 26. Xác định nguyên tố

Hình 27. Tính toán nền của phổ TXRF


4 Deconvolution
Đặc biệt đối với
các mẫu đa

điểm, sự chồng
chéo mạnh của
các pic huỳnh
quang riêng lẻ
trong phổ xảy
ra do sự đa
dạng của dòng
và độ phân giải
của detector
hữu hạn. Để
phân bổ cường
độ chính xác
cho các phần tử
riêng lẻ, phổ
phải được tách
thành các dòng
phần tử riêng lẻ
bằng một quá
trình toán học
phức tạp
(deconvolution)
. Kết quả là diện
tích pic (cường
độ) cho mỗi
yếu tố của cá
nhân không
phải là đỉnh
huỳnh quang
chồng lên nhau.
Để định lượng

trong
Phân tích TXRF,
phần mềm
SPECTRA áp
dụng một quy
trình giải mã
(SuperBayes),
sử dụng các cấu
hình đơn
nguyên đo
được để đánh
giá
cường độ đỉnh.
Ngoài tùy chọn
này, giải mã
Bayes
deconvolution
có sẵn, trong
đó các đỉnh
huỳnh quang
được phân bổ

Hình 28 Deconvolution của một phổ đo được (màu đỏ) bằng phương tiện của các
cấu phần yếu tố đo (deconvolution thường xuyên Super Bayes)


bởi một hàm
Gauß toán học.
5 Lỗi thống kê
Sigma

Đối với mỗi
điểm huỳnh
quang giải mã
cực đại, độ lệch
chuẩn tuyệt đối
trên cơ sở sai
số thống kê của
pic hoàn chỉnh
và nền được
tính toán.
6 Chất lượng phù
hợp (Chi)
Chất lượng phù
hợp là một
tham số thống
kê, cho phép
kết luận về chất
lượng của giải
mã. Đối với tất
cả các kênh,
tổng bình
phương chuẩn
của sự khác
biệt giữa cường
độ đo được và
được tính toán,
giải mã được
tính toán ở đó.
Giá trị cho chất
lượng phù hợp

tốt hơn nên
nhỏ hơn 10.
Các giá trị cao
(> 10) là một
chỉ định cho các
yếu tố xác định
sai hoặc không
xác định tương
ứng cho một
điều chỉnh tăng
không chính
xác.

δi = độ lệch chuẩn cho vùng đỉnh
Ni = net khu vực đỉnh pháo đài của nguyên tố i
NBG = khu vực nền


7 Kết quả đầu ra
Trong kết quả
của việc đánh
giá phổ, trong
số khác, các yếu
tố được xác
định,
các khu vực
cường độ ròng,
các khu vực của
nền chính bên
dưới đỉnh, sai

số thống kê và
một tham số
cho chất lượng
của
deconvolution
đỉnh là chuyển
giao cho phần
mềm.

Hình 29 Dữ liệu thô sau quang phổ deconvolutio

Việc đánh giá quang phổ và định lượng có thể được thực hiện bằng tay từng bước hoặc cũng hoàn toàn
tự động. Các điều chỉnh cần thiết được thực hiện trong trình soạn thảo phương pháp.
6.2 Tổng phân tích phản xạ huỳnh quang tia X TXRF
6.2.1 Tổng phản xạ của bức xạ tia X
Trong quang học, tổng phản xạ được định nghĩa là hiệu ứng khi ánh sáng phản xạ trở lại môi trường với
chiết suất cao hơn trong quá trình chuyển từ môi trường có mật độ quang học cao hơn (chỉ số khúc xạ
cao hơn) sang môi trường có mật độ quang thấp hơn (xem hình 30). Điều kiện tiên quyết là giá trị của
góc tới trên lớp biên dưới một góc giới hạn nhất định.

Ở đó, α-crit là góc giới hạn của tổng phản xạ, n1 chỉ số khúc xạ của vật liệu có mật độ
quang học thấp hơn và n2 vật liệu có mật độ quang học cao hơn. Ví dụ, đối với thủy tinh
thạch anh, tổng phản xạ xảy ra với góc α <46,7 ° ở lớp kính / không khí lớp biên.
Trong quang học ánh sáng, các vật liệu điển hình như thủy tinh, polyme hoặc chất lỏng có
chỉ số khúc xạ cao hơn so với chân không có chỉ số khúc xạ 1. Về mặt này, tổng phản xạ chỉ
có thể xảy ra khi chuyển từ vật liệu vào chân không (hoặc không khí). Đây không phải là
trường hợp cho sự tương tác của bức xạ tia X với vật chất. Đối với bức xạ tia X, mọi vật liệu
có mật độ quang học thấp hơn so với chân không, điều này có nghĩa là chỉ số khúc xạ là <1.



tổng phản xạ trong quang học ánh sáng

tổng phản xạ trong quang học X-ray
Hình 30 Tổng số phản xạ trong ánh sáng và quang
học X-quang
Điều này có nghĩa là đối với bức xạ tia X, tổng phản xạ xuất hiện ở phía chân không của bề mặt rắn.
Những khác biệt quan trọng khác liên quan đến tổng phản xạ của bức xạ tia X là:
•
•

Các góc giới hạn là nhỏ hơn rõ rệt so với quang học ánh sáng. Như vậy, góc giới hạn cho tổng
phản xạ của đường Mo-Kα (17.5 keV) trên bề mặt thạch anh chỉ là <.1 °.
Các góc giới hạn phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ tia X. Như vậy, góc giới hạn cho 35 keV chỉ
là 0,05 °.

Góc giới hạn của sự phản xạ tổng thể là tầm quan trọng thiết yếu trong phân tích TXRF. Chỉ khi góc tới
của chùm tia thú vị trên vật mang mẫu nhỏ hơn góc giới hạn của năng lượng được áp dụng và vật liệu
mang mẫu, thì lợi ích của phương pháp này thực sự có thể được sử dụng hết công suất.
Ở phần trên của hình 31 nó được thể hiện bằng phương tiện của một mẫu Ga như thế nào cường độ
huỳnh quang và tín hiệu tán xạ hoạt động với chùm tia tới. Dưới đây, ba quang phổ cho các góc tới được
lựa chọn khác nhau được minh họa.
Có thể thấy rõ rằng cường độ huỳnh quang đầu tiên tăng lên với góc tăng và sau đó giảm trên góc giới
hạn. Đồng thời cường độ huỳnh quang đối với Si từ sóng mang mẫu thủy tinh thạch anh và cường độ
của bức xạ tán xạ Rayleigh và Compton đang tăng lên nhanh chóng trên góc giới hạn. Độ tối ưu ở góc tới
khoảng 80% góc giới hạn cho tổng phản xạ.


Hình 31 Tín hiệu huỳnh quang và tán xạ đối với góc tới của bức xạ kích thích
6.2.2 Phương pháp đo TXRF
Phân tích huỳnh quang tia X phản xạ tổng thể (TXRF) là một dạng phân tích huỳnh quang tia X đặc biệt

mới, mà thiết bị phân tích chỉ có sẵn trên thị trường kể từ cuối thập niên tám mươi.


Hình 32 Lắp ráp các thành phần TXRF
1 ống X quang
2 đơn sắc
3 mẫu tàu sân bay với mẫu
4 chùm kích thích phản xạ
5 máy dò
Hình 32 hiển thị lắp ráp các thành phần TXRF chính và hướng dẫn dầm cho TXRF.
Nguyên lý chính của phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng cũng được áp dụng cho phân tích
TXRF. Tuy nhiên, có những khác biệt quan trọng liên quan đến hình học kích thích và phát hiện cũng như
chuẩn bị mẫu so với phân tích huỳnh quang tia X thông thường (XRF) (xem Hình 33):
?? Mẫu được chuẩn bị như một lớp mỏng trên một vật mang mẫu phẳng, có độ bóng cao.
?? Chùm kích thích được điều chỉnh theo bề mặt của vật mang mẫu với góc cố định chăn thả. Điều này
có nghĩa là chỉ có rất ít bức xạ tán xạ của vật mang mẫu được phát hiện trong phổ đo.
?? Đầu dò được đặt rất sát với vật mang mẫu và phát hiện bức xạ huỳnh quang tia X của mẫu với hiệu
suất rất cao.
Những ưu điểm sau đây phát sinh từ những trường hợp sau:
?? Sự phản xạ của chùm kích thích trên bề mặt vật mang mẫu kích thích mẫu
vật liệu hai lần. Hiệu ứng này hỗ trợ độ nhạy cao của phương pháp.
?? Do khoảng cách rất ngắn giữa mẫu và detector, huỳnh quang mẫu là
phát hiện với hiệu quả cao. Điều này cũng dẫn đến hiệu quả tuyệt đối cao của phương pháp.


Khi mẫu được phân tích dưới dạng một lớp mỏng, các hiệu ứng kích thích phụ và đại học được biết đến
từ phân tích huỳnh quang tia X thông thường không thể có hiệu quả. Điều này có nghĩa là độ nhạy tương
đối là một chức năng của dụng cụ và không phụ thuộc vào thành phần mẫu.
Điều này dẫn đến lợi thế lớn để có thể thực hiện xác định yếu tố định lượng bằng phương tiện của một
tiêu chuẩn nội bộ.


Hình 33 Các đặc điểm hình học quan trọng nhất của TXRF
6.2.3 Định lượng
Như đã mô tả trong phần 6.2.2, TXRF cung cấp khả năng định lượng rất đơn giản nồng độ nguyên tố.
Cơ sở cho điều này là kiến thức về độ nhạy cảm nguyên tố tương đối Si của quang phổ kế. Đây là các giá
trị không thứ nguyên, cho biết cường độ đỉnh của các phần tử tương ứng liên quan đến lượng mẫu.
Đối với cường độ phần tử tương đối Si, các quy tắc sau được áp dụng:
•

•
•

Các yếu tố nhạy cảm đề cập đến một dòng hoặc nhóm dòng xác định. Điều này phụ thuộc vào
chuỗi dòng được áp dụng cho việc định lượng phần tử. Thông thường, Kα 1,2 được sử dụng cho
K-series và Lα1 cho L-series.
Độ nhạy 1 được gán tùy ý cho một phần tử (ví dụ: Ga hoặc Co). Các cường độ tương đối sau đó
có thể được xác định ví dụ: bằng cách đo các hỗn hợp nguyên tố bao gồm các nguyên tố này.
Độ nhạy của phần tử tương đối luôn hợp lệ đối với cấu hình hệ thống cụ thể. Những thay đổi
của phiên bản kích thích hoặc máy dò dẫn đến độ nhạy cảm yếu tố mới.


Hình 34 Độ nhạy của phần tử đối với máy đo phổ kế TXRF
Hình 34 cho thấy một ví dụ về độ nhạy của phần tử tương đối phụ thuộc vào số nguyên tử của một phổ
kế TXRF với kích thích Mo-K. Do đó, nó cũng trở nên rõ ràng, các yếu tố nào được phân tích với chuỗi yếu
tố nào áp dụng phiên bản kích thích này
Các yếu tố nhạy cảm và với chúng, các giới hạn phát hiện khác nhau trên một loạt các giá trị.
Lý do cho điều này là các hiệu ứng vật lý nguyên tử như khả năng kích thích và sản lượng huỳnh quang
nhưng cũng có các lý do liên quan đến dụng cụ như hiệu suất lượng tử phụ thuộc vào năng lượng của
máy dò.
Về cơ bản, trong TXRF có thể tối ưu hóa độ nhạy bằng phương pháp điều chỉnh bức xạ kích thích. Tuy

nhiên, để phân tích dấu vết đa nguyên tố, kích thích Mo-K vẫn là một trong những sự thỏa hiệp tốt nhất.
Tuy nhiên, nó là một bất lợi mà các yếu tố quan trọng như Ag, Cd và Sb chỉ có thể được phát hiện bằng
phương tiện của L-dòng của họ.
Đối với một kích thích K-line của các yếu tố này một biến thể công cụ với kích thích 35-keV có sẵn dựa
trên một ống W.
Dựa trên các yếu tố nhạy cảm, ba mô hình định lượng cơ bản có thể được thực hiện. Các thỏa thuận
sau hợp lệ:
T: thời gian đo
Ni: số xung net trong phổ đo của phần tử cần phân tích
NIS: số xung net trong phổ đo lường của chuẩn nội
NBG: nền dưới đỉnh mà Ni là hợp lệ
Si: độ nhạy tương đối của phần tử i


SIS: độ nhạy tương đối của phần tử chuẩn bên trong
SNi: độ nhạy tương đối của nguyên tố Ni
SNi: độ nhạy tuyệt đối của nguyên tố Ni tính
Ci: nồng độ của nguyên tố cần phân tích
CIS: nồng độ của tiêu chuẩn nội bộ
mi: số lượng tuyệt đối của một phần tử phân tích trong mẫu
I: dòng điện hiện tại trong mA
LLD: giới hạn phát hiện thấp nhất, giới hạn phát hiện của một phần tử cho phân tích tương ứng
1. Định lượng với một tiêu chuẩn nội bộ
1. Định lượng với một tiêu chuẩn nội bộ
Với loại định lượng này, một tiêu chuẩn nội bộ được thêm vào mẫu. Ở đây điều quan trọng là yếu tố này
không có trong mẫu ban đầu. Loại định lượng này có thể được áp dụng cho các mẫu chất lỏng, mẫu
được tiêu hóa và huyền phù. Nồng độ của các yếu tố tương ứng là kết quả của phương trình sau:

2. Định lượng không chuẩn
Với định lượng không chuẩn hóa, giả định rằng tất cả các phần tử của mẫu được đo tương ứng là phần

nồng độ CB (mẫu trắng) của phần mẫu không được phát hiện được biết đến.
Hợp kim là đại diện cho loại mẫu này. Ví dụ, một hợp kim đồng dạng bột (Cu, Zn) có tạp chất Fe và Pb có
thể được phân tích trực tiếp bằng phương pháp này và không có chuẩn nội

3. Định lượng tuyệt đối
Loại định lượng này chỉ có giá trị đối với số lượng mẫu rất nhỏ, ví dụ, liên quan đến nhiễm bẩn và bổ
sung đòi hỏi độ ổn định cao của độ nhạy dụng cụ tuyệt đối.
Đối với một định lượng tuyệt đối độ nhạy tuyệt đối của một nguyên tố, ví dụ Ni, phải được biết đến.
Trong trường hợp này, đơn vị độ nhạy của phần tử tuyệt đối là cts · s -1· ng-1 · mA-1. Khối lượng tuyệt đối
của các nguyên tố được phát hiện là kết quả của phương trình sau: