La tecnologia con fluorescenza a raggi X in energia dispersa (EDXRF - energy dispersive x-ray fluorescence), in genere indicata come XRF, viene utilizzata come veloce metodo non distruttivo per la misura della composizione elementare di un materiale. Come funziona?
Di seguito tratteremo gli aspetti scientifici alla base della tecnologia XRF e spiegheremo come funziona negli analizzatori portatili.
Gli aspetti scientifici alla base della tecnologia XRF in energia dispersa
L'energia a raggi X rappresenta la base per delle precise tecniche di misura. La fluorescenza a raggi X in energia dispersa identifica i metalli e gli elementi di un oggetto rilevando le caratteristiche energie emesse XRF.
Di seguito viene riportata una spiegazione del processo:
Sostanzialmente tutti gli elementi hanno un numero fisso di elettroni posizionati su orbitali atomici attorno al nucleo. Quando i fotoni emessi dal tubo a raggi X colpiscono l'oggetto di interesse con sufficiente energia da espellere gli elettroni al di fuori degli orbitali più interni degli elementi, gli atomi diventano instabili.
Per riacquisire stabilità, gli elettroni degli orbitali esterni si spostano nei nuovi spazi liberi degli orbitali interni. La transizione di un elettrone da un orbitale esterno a un orbitale interno produce l'emissione di energia fotonica nota come fluorescenza a raggi X. Questa emissione di energia è illustrata nella seguente immagine.
Questa energia è determinata dall'energia differenziale tra l'orbitale iniziale e finale della transizione del singolo elettrone.
La quantità di elemento presente in un oggetto è determinata dall'intensità del segnale rilevata in relazione alla sua energia caratteristica. Per esempio, se il piombo (Pb) è presente in un oggetto, sarà rilevato un segnale XRF a 10,55 e 12,61 keV, e la sua quantità può essere determinata elaborando i dati dell'energia (E) in funzione dell'intensità (I).
Funzionamento degli analizzatori XRF portatili
Adesso che si comprendono gli aspetti scientifici alla base della tecnologia XRF, si potrebbe voler sapere il funzionamento di questa tecnologia negli analizzatori XRF portatili come quelli della nostra serie Vanta™.
Il processo di funzionamento dell'analizzatore XRF portatile può essere suddiviso in quattro fasi:
1. Emissione
Innanzitutto l'analizzatore emette i raggi X.
2. Eccitazione
I raggi X colpiscono il campione, gli inducono l'emissione di fluorescenza, e ritornano verso l'analizzatore.
3. Misura
Il rilevatore misura lo spettro energetico. Questo fornisce le informazioni relative al tipo di elementi presenti e alla quantità contenuta per ogni elemento. È importante notare che gli analizzatori XRF Olympus non può essere usato per misurare ogni elemento della tavola periodica. In generale, i nostri analizzatori possono misurare dal fosforo al plutonio (P–Pu) della tavola periodica degli elementi.
4. Risultati
La tecnologia Axon Technology™ permette di elaborare lo spettro energetico e di visualizzare la composizione elementare dei campioni. Per i metalli viene determinata una corrispondenza tra la composizione e una specifica qualità di lega.
Come possono essere usati questi risultati XRF?
Gli analizzatori XRF eseguono calcoli complicati in modo che sia possibile concentrarsi a acquisire velocemente dei risultati precisi, in qualunque luogo e momento. È possibile usare questi veloci risultati di analisi elementare e di identificazione di leghe per numerosi tipi di applicazioni. Le comuni applicazioni XRF includono:
- Controllo dei materiali
- Riciclaggio degli scarti metallici
- Esplorazione mineraria e geochimica
- Valutazione ambientale
- Didattica
- Norme e analisi di sicurezza
- Analisi dei metalli preziosi
Per maggior informazioni sulla tecnologia XRF, riferirsi alla sezione Domande frequenti relative alla fluorescenza a raggi X.
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