熒光光譜儀及其原理

什么是XRF？

一臺典型的X射線熒光（XRF）儀器由激發源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X射線（一次X射線），激勵被測樣品。樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然后，儀器軟件將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。

利用X射線熒光原理，理論上可以測量元素周期表中的每一種元素。在實際應用中，有效的元素測量范圍為11號元素 （Na）到92號元素（U）。

X射線熒光的物理意義：

X射線是電磁波譜中的某特定波長范圍內的電磁波，其特性通常用能量（單位：千電子伏特，keV）和波長（單位：nm）描述。

X射線熒光是原子內產生變化所致的現象。一個穩定的原子結構由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行，內層電子（如K層）在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，釋放出來，電子的逐放會導致該電子殼層出現相應當電子空位。這時處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會躍遷到該低能量電子殼層來填補相應當電子空位。

由于不同電子殼層之間存在著能量差距，這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來，不同的元素所釋放出來的二次X射線具有特定的能量特性。這一個過程就是我們所說的X射線熒光（XRF）。