Das Vollreflexionsröntgenfluoreszenzspektrometer (TXRF) ist ein hochempfindliches Analysegerät, das auf der Vollreflexionsröntgenfluoreszenztechnologie basiert und hauptsächlich für die quantitative und halbquantitative Spurenelementanalyse von Flüssigkeiten, Suspensionen, Feststoffen und Schadstoffproben verwendet wird.
Wenn Röntgenstrahlen mit einem Winkel kleiner als der kritischen Winkel (normalerweise 0,1°-0,5°) auf die Oberfläche eines Probenträgers (z. B. einer Quarzplatte) eindringen, tritt eine volle Reflexion auf, um die Absorption und Streuung der Röntgenstrahlen durch den Träger zu vermeiden. Die Elementatome in der Probe (gleichmäßig auf der Trägerfläche ausgebreitet, Dicke ≤ 100 nm) werden angeregt, emittieren charakteristische Röntgenfluorescenz (XRF), erfassen die Energie und Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlen durch einen Detektor, identifizieren die Elementarten basierend auf der Energie und berechnen den Elementgehalt basierend auf der Intensität.
Zu ihren zentralen Aufgaben gehören:
Multi-Element-Spuranalyse: kann gleichzeitig die konstanten, sekundären und Spurenelemente in Flüssigkeiten, Pulver, Feststoffen und anderen Proben quantitativ oder semi-quantitativ untersuchen, die Elemente von Aluminium (Al) bis Uran (U) (mit Ausnahme von Inertgasen und einigen Elementen) abdecken, können die Detektionsgrenzen bis zu Nang (ng) oder sogar Yanak-Ebenen niedrig sein.
Reduzierung des Hintergrundgeräuschs: Durch die Beleuchtung der Probe mit einem sehr kleinen Eintrittswinkel (in der Regel unter 0,1 °), das Phänomen der Vollreflexion verwendet, um die Untergrundstreuungsstörungen deutlich zu reduzieren, so dass die Detektionsgrenze mehrere Größengrößen weniger als die herkömmliche Röntgenfluorescenztechnologie ist und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert wird.
Für eine breite Palette von Probentypen: Keine komplexe Probenvorbereitung ist erforderlich, mikro-verbesserte Flüssigkeiten, Pulver oder feste Proben können direkt analysiert werden, besonders geeignet für die schädigungsfreie Detektion von ultra-Spuren-Proben (wie biologische Proben, Umweltschadstoffe).
Struktur des Instruments
Röntgenquelle: besteht aus einem Hochdruckgenerator und einem Röntgenrohr, das primäre Röntgenstrahlen zur Anregung der zu messenden Elemente in der Probe liefert.
Optische Wegsysteme: einschließlich optischer Appendienz, Filter, geradliniger Schlitz, Monochromer usw. zur Regelung der Geometrie und der spektralen Verteilung der primären Röntgenstrahlen, um den Eintrittswinkel, die Energieverteilung und andere Anforderungen von TXRF gerecht zu werden.
Probenaufnahmesystem: Bereitstellung von Probenträgern, meist Quarzglas, organisches Glas usw., um die vollständigen Reflexionsbedingungen zu erfüllen und den automatischen Probenaufnahmebetrieb abzuschließen.
Detektor: Als Kernbauteil der Datenauslese sind hauptsächlich Halbleiterdetektoren, Silizium-Drift-Detektoren (SDD) und Bit-Sensitive-Detektoren, die derzeit in kommerziellen Instrumenten Silizium-Drift-Detektoren verwendet werden.
Datenverarbeitungssystem: Analysiert und verarbeitet die von den Detektoren erfassten Daten, berechnet die Art und den Gehalt der Elemente und präsentiert die Ergebnisse in Form von Diagrammen.