Spektrometria XRF służy do identyfikacji pierwiastków w materiałach stałych lub ciekłych i określenia ich stężenia. Pierwiastki są wykrywane na podstawie charakterystycznej długości fali (WD XRF) lub energii (ED XRF) emisji wtórnego promieniowania rentgenowskiego. Stężenie danego pierwiastka określane jest za pomocą pomiaru intensywności linii charakterystycznej dla niego.
Każdy pierwiastek posiada ustaloną liczbę elektronów rozmieszczonych na orbitalach wokół jądra. Na skutek wybicia elektronów, poprzez naświetlanie promieniowaniem X, z wewnętrznych powłok atomu, następuje zapełnienie powstałych dziur przez elektrony z wyższych powłok, towarzyszy temu wtórna emisja promieniowania – fluorescencja. Każdy pierwiastek ma ściśle określone poziomy energetyczne dostępne do obsadzenia przez elektrony, więc możliwe energie emitowanych kwantów rentgenowskich są charakterystyczne dla tych atomów.
Spektrometr WD-XRF wykorzystuje źródło promieniowania rentgenowskiego do wzbudzenia próbki. Kryształ lub inne urządzenie dyfrakcyjne jest umieszczane na drodze promieni rentgenowskich emitowanych z próbki. W zależności od odległości między atomami sieci krystalicznej (urządzenia dyfrakcyjnego) i jego kąta w stosunku do próbki i detektora można kontrolować określone długości fal skierowane na detektor. Kąt może być zmieniany w celu sekwencyjnego pomiaru pierwiastków, lub wiele kryształów i detektorów może być ustawionych w szeregu wokół próbki dla równoczesnej analizy.
Spektrometr ED-XRF wykorzystuje również źródło promieniowania rentgenowskiego do wzbudzenia próbki. Metoda polega na bezpośrednim wzbudzeniu, w którym wiązka promieniowania rentgenowskiego jest skierowana bezpośrednio na próbkę. Filtry wykonane z różnych materiałów mogą być umieszczony pomiędzy źródłem a próbką w celu zwiększenia wzbudzenia pierwiastka będącego przedmiotem zainteresowania lub zmniejszenia odziaływania tła. Detektor jest umieszczony tak, aby mierzyć fluorescencyjne i rozproszone promieniowanie rentgenowskie z próbki, a oprogramowanie przypisuje każdemu impulsowi detektora wartość energetyczną, tworząc w ten sposób widmo.
• analiza pierwiastków od berylu do uranu (w praktyce od sodu do uranu)
• duża szybkość i dokładność,
• analiza materiałów w różnych postaciach fizycznych: ciało stałe, ciecz,
• analiza w szerokim zakresie stężeń,
• dokładność również dla wysokich poziomów stężeń,
• łatwość przygotowania próbek,
• badanie nie niszczy próbki,
• możliwość analizy wielu pierwiastków równocześnie,
• granica oznaczalności kilka do kilkadziesięciu ppm w zależności od pierwiastka i matrycy.
• urządzenie WD-XRF drogie w zakupie oraz w eksploatacji
• urządzenia ED-XRF mniej czułe, możliwe nakładanie się linii pierwiastków.
