Rentgenový fluorescenční spektrometr je zařízení používané ke stanovení elementárního složení látky pomocí rentgenové fluorescenční analýzy (XRF).
Metoda je založena na sběru a analýze spektra získaného po excitaci charakteristického rentgenového záření , ke kterému dochází při přechodu atomu z excitovaného do základního stavu (viz Moseleyův zákon ). Atomy různých prvků emitují fotony s přesně definovanými energiemi, jejichž měřením lze určit kvalitativní elementární složení. Pro měření množství prvku se zaznamenává intenzita záření s určitou energií.
Povinné prvky rentgenových fluorescenčních spektrometrů jsou zdrojem buzení charakteristických rentgenových paprsků ( kosmické lodě místo nich mohou používat sluneční erupce jako budič rentgenového záření; na Zemi to není možné, protože rentgenové záření ze Slunce je zcela absorbováno atmosférou) a analyzátor tohoto záření.
K excitaci atomů testovaného vzorku lze použít následující:
Při registraci přijímaného spektra lze použít následující:
Nejlepší rozlišení detektoru je v současnosti 123 eV s nejlepší frekvencí 3⋅10 5 impulzů za sekundu.
Nejlehčím ručním XRF spektrometrem na světě je v současnosti spektrometr Olympus řady Vanta
Všechna zařízení jsou klasifikována podle principů buzení/registrace spekter. Spektrometry s krystaly analyzátoru mají zpravidla mnohem vyšší rozlišení a jsou dražší než zařízení s energeticky disperzními detektory.
Podle způsobu použití se rozlišují laboratorní, stacionární a přenosné přenosné spektrometry. Ty se vyznačují rychlostí získávání výsledků, snadností, pohodlím a možností terénního výzkumu, ale jsou horší než laboratorní a stacionární přístroje v citlivosti a přesnosti. Na rozdíl od přenosných zařízení, která se specializují na úzký okruh úkolů (určování složení ocelí, slitin, rud, hornin, zemin, rozbor RoHS atd.), jsou stacionární zařízení univerzální. Důvodem je především skutečnost, že spolehlivá kvantitativní analýza vyžaduje sadu referenčních vzorků pro každý prvek, což při práci s přenosnými zařízeními není možné.
Pro zlepšení výsledků při určování lehkých prvků se sériovým číslem menším než 20 (například sodík , hořčík , hliník , křemík , fosfor , síra ) se používá vakuové odsávání vzduchu nebo proplach komory heliem . To je způsobeno potřebou vyhnout se absorpci nízkoenergetických kvant rentgenového záření emitovaného světelnými prvky vzduchem.
Při detekci těžkých prvků (se sériovými čísly většími než 56) nastává další úskalí - různé prvky mají mírně odlišné energie fotonů, což si vynucuje použití dražších detektorů s vysokým energetickým rozlišením.
Excitace elektronů se používá v elementární analýze v rastrovacích a transmisních elektronových mikroskopech .
Moderní přístroje jsou nutně vybaveny softwarem pro stanovení kvantitativního elementárního složení vzorku.
Rentgenový fluorescenční spektrometr je nedestruktivní expresní metoda pro stanovení elementárního složení. S nárůstem pořadového čísla prvku se zvyšuje citlivost metody a snižuje se chyba v určení kvantitativního elementárního složení. Běžné přístroje dokážou určit obsah prvků s průměrnými atomovými čísly s chybou 0,1 %.
Rentgenové fluorescenční spektrometry našly uplatnění v různých oblastech vědy a techniky: