一、概 述
單波長(zhǎng)X射線熒光光譜儀（Monochromatic Excitation X-ray Fluorescence Spectrometer: ME XRF），也可稱為單色化激發(fā)X射線熒光光譜儀，其通過(guò)單色化光學(xué)器件將X射線管出射譜某單一波長(zhǎng)（對(duì)應(yīng)單一能量）衍射取出并照射樣品，由于消除X射線管出射譜中韌致輻射所產(chǎn)生的背景信號(hào)，從而大幅提升元素信噪比，是X射線熒光光譜領(lǐng)域一項(xiàng)越來(lái)越被重視的核心技術(shù)。
二、原理
X射線管產(chǎn)生的初級(jí)X射線照射樣品表面，樣品中元素外層電子被激發(fā)發(fā)產(chǎn)生能級(jí)躍遷而釋放出元素特征X射線熒光，能量色散型探測(cè)器將不同元素的特征X射線熒光分辨并探測(cè)其強(qiáng)度，稱為能量色散型X射線熒光光譜儀。樣品中元素特征X射線熒光經(jīng)分光晶體按其波長(zhǎng)不同進(jìn)行分光，并由探測(cè)器探測(cè)強(qiáng)度，稱為波長(zhǎng)色散型X射線熒光光譜儀。可見(jiàn)，ED XRF與WD XRF主要區(qū)別在于樣品中產(chǎn)生的元素?zé)晒馐墙?jīng)能量探測(cè)器直接探測(cè)還是經(jīng)晶體對(duì)不同波長(zhǎng)分光并探測(cè)。
（2）元素檢出限：輕元素 F＜0.1%，金屬元素Cu＜0.2ppm，重金屬Pb、Cd＜0.1ppm；（與樣品基體和分析時(shí)間相關(guān)）
（3）分析時(shí)間：60~600秒；
（4）樣品類型：固體、粉末、液體；
（5）樣品處理要求：均勻性、顆粒度；
六、發(fā)展歷史
1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了X射線，直至1948年，弗里德曼和伯克斯研制了第一臺(tái)商品化的波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀（WD XRF），而后1969年，美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室研制出真正意義上的能量色散X射線熒光光譜儀（ED XRF）。
常規(guī)的能量色散X 射線熒光光譜儀采用濾光片降低X射線管散射線背景，單波長(zhǎng)X射線熒光光譜儀采用雙曲面彎晶、偏振二次靶、多層膜等技術(shù)消除X射線管散射線背景。代表廠商有北京安科慧生[3-4]和美國(guó)XOS公司。
七、示例
采用單波長(zhǎng)激發(fā)能量色散X射線熒光光譜儀分析水質(zhì)重金屬
微焦斑X射線管與全聚焦型雙曲面彎晶構(gòu)成樣品的激發(fā)源，具有高亮度、單色化的特點(diǎn)，高度單色化的入射X射線激發(fā)樣品后，樣品的出射X射線中幾乎不包含連續(xù)散射背景，得到樣品中元素?zé)晒釾射線極佳的峰背比。
圖：?jiǎn)紊疢o：Kα17.4能量色散譜圖
采用硅晶體制成全聚焦型雙曲面彎晶，單色化衍射Mo:Kα17.4eV，有效激發(fā)5KeV~17KeV能量區(qū)間內(nèi)的元素，從樣品中出射的射線除了被激發(fā)樣品中的元素?zé)晒馍渚€和Mo:Kα瑞利散射和康普頓散射外，幾乎不含其它散射線，另一優(yōu)勢(shì)是充分利用能量色散探測(cè)器SDD計(jì)數(shù)率，因此達(dá)到對(duì)目標(biāo)元素極佳的檢出限。
圖：?jiǎn)紊ぐl(fā)能量色散元素?zé)晒庾V圖
樣品：水基體中配置Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb、Br，含量2ppm溶液，元素能量譜圖。
參考資料
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