南京大学近代物理实验-X荧光分析

X荧光分析

摘要：本文介绍了能量色散X荧光分析的原理、仪器构成和基本测量、分析方法。实验中还

研究了对多道分析器的定标以及利用X荧光分析测量未知样品成分。

关键词：X荧光分析，多道分析器，莫塞莱定律

一、引言

X 荧光分析是一种快速、无损、多元素同时测定的现代技术，已广泛应用于材料科学、生物医学、地质研究、环境监测、天体物理、文物考古、刑事侦察、工业生产等诸多领域，例如可用X荧光分析技术研究：钢中碳、锰含量与低碳钢的脆性转变温度的关系；千分之几的锰对铁镍合金薄膜磁电阻的严重影响；检测齿轮箱润滑油中各金属元素的含量，在不拆卸机件的情况下，分析飞行器部件磨损状况；分析大气中浮游尘、气溶胶、水源污染情况、食品中有害物；分析血样、头发、牙齿、淋巴细胞、活性酶中微量元素与人体健康、疾病的相关性；无损分析文物组分；分析飞船带回的月岩、陨石等成分；测定地下水样中砷浓度，依据金矿与砷同时存在的特征，找出金矿；用稀硝酸淋洗可疑射击者的手，测定浓缩液中硫、钡、铁、铅含量，作为侦察的依据，可信度达90%-98%；监控水泥中钙、铁、铝等含量，达到控制水泥生产品质的目的；分析土壤中微量元素，以确定作物（特别是草药）种植的适宜性等。

二、实验原理

当原子中K层电子被击出后，L层或M层的电子填补K层电子空位，同时一定几率发射特征X射线。L→K产生的X射线叫K??系，L层有三个子壳层，允许跃迁使K??系有两条谱线K??1和K??2。M→K产生的X射线叫Kβ系，M层有五个字壳层，允许跃迁使K??有K??1，K??3，K??5三条谱线。当原子中L层电子被击出后，M→L跃迁产生的X射线叫L系。图1是特征X射线系与电子跃迁能级示意图。 1

图1 特征X射线系-跃迁能级示意图

特征X射线的能量为两壳层电子结合能之差，即

??????=?????????, ??????=?????????,????=?????????

所有元素的K，L系特征X射线能量在几千电子伏到几十千电子伏之间。

X荧光分析中激发X射线的方式一般有三种：（1）用质子、α粒子或其他离子激发；（2）用电子激发；（3）用X射线或低能γ射线激发。

用质子激发特征X射线的分析技术（常记为PIXE）是几种激发方式中分析灵敏度最高的，相对灵敏度达10?6~10?7??/??，绝对灵敏度可达

10?9~10?16??，而且可以将质子束聚焦、扫描，对样品作微区分析。

用电子束激发（常记为EIX），目前主要用在扫描电镜与电子探针中。与PIXE相比，电子激发引起的韧致辐射本底比质子激发大，影响分析灵敏度。一般灵敏度比PIXE低2~3个数量级。另外这种激发方式不能在空气中进行，只适用于薄样品。

用X射线或低能γ射线激发（记为XIX），常用X光管，放射性同位素作为激发源。这类激发用射线不易聚焦；分析灵敏度亦稍低，相对灵敏度一般为10?5~10?6??/??，绝对灵敏度约为10?7~10?8??/??，低于PIXE的灵敏度。

轻便型仪器常用放射性同位素和X光管作激发源。可选用的同位素源主要有激发出的Fe，238Pu，109Cd，241Am，57Co，153Gd等。其中238Pu 在α衰变后发出的234U的LX射线，其能量为11.6keV~21.7keV，能谱如图2所示。238Pu的半衰期为87.7年，用得比较多。

图2 238Pu源的X射线能谱

X光管是通过加热阴极K发出的热电子在阴、阳极间高压电场加速下，轰击阳极A(常称阳极靶)产生X射线的。图3是比较典型的X光管(钨靶)产生的X射线谱;它由连续谱和特征谱组成。特征谱决定于靶材，其生成机理如前述。连续谱产生机理如图4所示。高速电子打入阳极靶，被靶中原子核的库仑场减速，发出韧致辐射。原子核的质量远大于电子质量，此过程中原子核的动能可忽略，因此，韧致辐射发出的光子能量hv应等于电子

动能的减少，即，

????=?????????????=???????????

图3 X光管激发的X射线谱图4 连续谱产生机理示意图

当电子动能减少到0时，发出的光子能量最大，相应频率最高，波长最短

????由上式可知，连续谱有与加速高压成反比的短波限??0，它与靶材和光管电流均无关。测出短波限，也可以推算出普朗克常数h。

在频率不太高时，连续谱的强度近似为?? ?? =常数?Z(??0???)，辐射的空间分布象偶极振子的辐射分布。频率高时偏前向。

连续谱的强度分布与X光管阳极与阴极间电压??，光管电流??和靶元素的原子序数??有关，其关系为????0=???? ??0??=??∝??????2，连续谱最大强度对应的波长??????????约为短波限??0的1. 5倍（??????????≈1.5??0）。

特征X射线强度，当X光管靶材一定后，与管电压V和管电流i的关系为I∝(V???0)????，其中V0为激发电势，它对应于激发某线系所需的最低能量。当V是V0的2~3倍时，n≈2，当V>3V0时，n≈1。XIX 技术中，人射光子除与样品中原子发生光电作用产生内壳层空位外，还可以发生相干散射和非相干散射（康普顿散射），这些散射光子进入探测器，形成XIX分析中的散射本底。另外，样品中激发出的光电子又会产生轫致辐射，但这产生的本底比散射光子本底小得多，且巨能量也较低，一般在3 ??????以下。所以XIX能谱特征是：特征X射线峰叠加在散射光子峰之间的平坦的连续本底谱上。如图5能谱示意图所示。a峰是相干散射光子峰，

b是康普顿散射光子峰，c是特征X射线峰，d

是3

散射光子在探测器中的康普顿边缘。

测量特征X射线常用Si(Li)探测器，它的能量分辨率高，适用于多元素同时分析，也可选用Ge( Li)或高纯Ge探测器，但均价格昂贵。另外还有电致冷Si?PIN ，CdTe，HgIz等探测器在某些特定仪器中使用。

图5 光子激发的特征X射线能谱示意图（假定样品基体由轻元素组成）

在X荧光分析中，对于轻元素（一般指Z<45的元素）通常测其KX 射线，对于重元素（Z>45的元素），因其KX射线能量较高且比LX射线强度弱，常测其LX射线，这样测量的特征X射线能量一般在20 ??????以下。正比计数管在此能量范围，探测效率较高，其能量分辨率虽比Si(Li)探测器差，但远好于NaI(Tl)闪烁探测器，质量好的正比管5.89 keV处分辨率优于14%，能满足一般实验的需要。

用正比计数管作探测器的X荧光分析系统如图6所示。为防止探测系统中脉冲叠加，除适当选择放射源强度外，前置放大器和主放大器要有抗堆积措施。多道分析器适宜作多元素同时分析，数据可由计算机获取和处理。

图6 XIX装置示意图

三、实验仪器

XIX X荧光分析仪、分别含各种元素的材料若干。

四、实验步骤

1、X荧光分析仪的能量、效率刻度

仪器在实测样品前需要作能量和效率标定。常用的方法有两种：

（1）用标准X射线源进行校刻。即用一组射线能量和强度已知的源，探测器对其张一固定立体角，

在固定时间内测出对应能量的X射线峰和计数，作出能量效率校正曲线。常用的校刻标准源及其????X射线能量是54Mn 5.41keV 、55Fe 5.90keV 、57Co 6.4keV 、65Zn 8.05keV 、85Sr 13.39 、88Y 14.16 keV、57 Co(14.4keV) 4

。

（2）用标准样品进行校刻。可以选一组特征X射线峰相隔较远，峰

不重叠的元素，以不同的相对含量制成一组样品，在与测试样品相同的几何条件下，测出各元素的特征X射线峰所在的道址和相应的计数。由特征

X射线能量数据表查出标样中各元素特征X射线的能量，作出能量一道址

曲线和相对含量—特征峰强度曲线。

本实验采用的是方法二。

2、莫塞莱定律的应用

1913年，莫塞莱（H. G. J. Moseley）从实验结果发现元素的同系特征

X射线的频率??与原子序数Z有如下关系：

=常数?（Z?σ）

其中Z?σ是多电子原子中，“指定电子”受到原子核与其余电子合作

用的“有效核电荷”，σ是实验得出的经验常数，称为屏蔽常数。图7是K 系、L系特征X射线的Moseley图。

图7 Moseley图

对于多电子原子、特征X射线能量等于跃迁电子初、终态壳层能量差，即

11E=?????????=?????? ????? 2(? ????用数种单元素样品，测出它们的特征X射线能量，画出Moseley图，从实验上得出对应线系的屏蔽常数??，推算出里德堡常数R。

由元素特征X射线相应谱线在Moseley图上的位置，可以识别出该元素，即定出它的原子序数Z。这是历史上第一个直接测定元素原子序数的方法，这也是特征X射线谱，被称为元素标示谱的原因。

五、数据处理

1. X荧光分析仪的能量、效率标定

本实验采用实验内容中第二种校刻方法。由于K??1和K??2，L??1和L??2，????1和L??2的能量非常接近，为统一标准均取K??1、L??1或????1线系能量。对已知材料进行测量，记录已知材料谱线峰值对应的道址，查表得出对应的线系和能量，所得数据如表1：

表1

选取表1中前五种已知元素的数据来进行定标，作出散点图如图8所示：

图8

用origin软件对散点图进行线性拟合，所得结果如图9所示：

图9

从图9可以看出：

（1）线性相关系数R=99.97%，非常接近1，说明拟合度很好，本次测量的误差较小；

（2）直线的斜率为0.0429，截距为0.3693，故能量E与道址N之间的关系表达式为

E?（0.0429N?0.3693）keV

2.利用莫塞莱定律确定屏蔽常数以及里德堡常数

莫塞莱发现元素的同系特征X射线频率?与原子序数Z关系为：

?常数??Z???

其中σ为屏蔽常数，Z为原子序数。特征X射线能量等于跃迁电子初末态壳层能量差：E?Rhc?Z???2??11?

??n2?2?

fni??

即：

?Z???=A?Z???

对于K?线系，nf?1，ni?2可利用Fe、Cu、Zn、Y、Mo的能量和原子序数（表2）拟合直线来求出A和?。

表2

拟合得到的图线如图10所示：

图10

拟合得到的公式为

??1.30461Z?1.93312??10J=1.30461（Z?1.48176)?10J

因此屏蔽常数??1.48，里德伯常数R=1.1424?10m。3.推断未知材料的元素组分

7?1

（0.0429N?0.3693）

keV和莫塞莱关系式由能量-道址关系式E?

?1.30461（Z?1.48176)?10J可以计算出其他物品X荧光分析谱线峰值的能量和主要原子

序数，如表3所示：

六、误差分析

本实验的误差主要来源于以下几个方面：

1．实验所用样品纯度不够高。实验所用的铁块或者铜片并不是纯的铁或铜，或多或少会掺有一些杂质，所以对测量结果有一定的影响。

2．取样点不够多。实验中峰值的出现是许多测量数据累加的结果，所以如果取样点比较少，则会造成峰值参数不够准确，在实验过程中如果耐心地等计算机取样，则可以减小这一误差。

3．道址不够精密。我们所用的仪器道址有几百个，而且是离散的点，如果能够把道址的数量增多，那么就能减小离散取样所造成的误差。

4．道址的读数有一定的主观随意性。实验中发现在峰值处对道址的

读数可以有很多选择，因为数据点比较密集，所以我们用肉眼很难分辨哪一个数据更接近峰值，所以对道址的读数的随意选择就造成了一定的误差。

5．实验过程中并未记录一些峰值较小的峰的数据，这是因为较小的

峰的测量误差本身较大，若要进行能量-道址曲线拟合会产生较大的误差，所以实验中只考虑了图形上的主峰。

七、思考题

1.测量样品与标准样品计数率相差很大，对测量有何影响？

答：测量样品与标准样品计数率相差很大对实验没有影响。因为无论是定标还是样品中成分测量都是关于多道分析仪道址与能量的关系，与计数率无关。只有在未知样品中不同元素相对含量的计算

中才用到计数率，但与标准样品中计数率无关。

2.液体样品可以用X荧光分析测其成分吗？用何方法，要注意什么？

答：液体样品可以用X荧光分析测其成分。

可以选用适当的容器盛放液体，为了减小容器对测量的影响，必须选取适当的材料，比如轻元素或有机材料，因为轻元素的各个能级间的跃迁

能量较小，可以忽略其激发的特征X谱线。

也可以首先测定容器的成分，记录特征峰的位置，然后将样品置于容器中测量分析其成分，得到容器和液体样品共同的测量结果。将两者进行比较即可确定液体的成分，但是要注意容器的厚度要小，否则会影响测量。

参考文献

[1]黄润生，沙振舜，唐涛等，近代物理实验（第二版），南京大学出版社，2008.

X荧光光谱分析仪工作原理

X荧光光谱分析仪工作原理用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的荧光X射线，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长，同时又有一定能量，因此，X射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型和能量色散型。下图是这两类仪器的原理图。用X射线照射试样时，试样可以被激发出各种波长的荧光X射线，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析，为此使用的仪器叫X射线荧光光谱仪。由于X光具有一定波长，同时又有一定能量，因此，X射线荧光光谱仪有两种基本类型：波长色散型和能量色散型。下图是这两类仪器的原理图。现将两种类型X射线光谱仪的主要部件及工作原理叙述如下： 1.X射线管

两种类型的X射线荧光光谱仪都需要用X射线管作为激发光源。上图是X射线管的结构示意图。灯丝和靶极密封在抽成真空的金属罩内，灯丝和靶极之间加高压（一般为40KV）,灯丝发射的电子经高压电场加速撞击在靶极上，产生X射线。X射线管产生的一次X射线，作为激发X射线荧光的辐射源。只有当一次X射线的波长稍短于受激元素吸收限lmin时，才能有效的激发出X射线荧光。笥?SPAN lang=EN-US>lmin的一次X射线其能量不足以使受激元素激发。 X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的那部分一次X射线的强度。管工作电压升高，短波长一次X射线比例增加，故产生的荧光X射线的强度也增强。但并不是说管工作电压越高越好，因为入射X射线的荧光激发效率与其波长有关，越靠近被测元素吸收限波长，激发效率越高。 X射线管产生的X射线透过铍窗入射到样品上，激发出样品元素的特征X射线，正常工作时，X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射，其余均变为热能使X射线管升温，因此必须不断的通冷却水冷却靶电极。 2.分光系统

X射线荧光光谱法

第九章X射线荧光光谱法 X-ray fluorescence spectrometry, XRF 1923年赫维西(Hevesy, G. Von)提出了应用X射线荧光光谱进行定量分析，但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际应用，直到20世纪40年代后期，随着X射线管和分光技术的改进，X荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要的分析手段。当用X射线照射物质时，除了发生吸收和散射现象外，还能产生特征X荧光射线，它们在物质结构和组成的研究方面有着广泛的用途。但对成分分析来说，X射线荧光法的应用最为广泛。第一节 X荧光的产生 X射线荧光产生机理与特征X射线相同，只是采用X射线为激发手段。所以X射线荧光只包含特征谱线，而没有连续谱线。当入射X射线使K层电子激发生成光电子后，L层电子落人K层空穴，这时能量差ΔE＝ E L 一E K ，以辐射形式释放出来，产生Kα射线。为区别于电子击靶时产生的特征辐射，由X射线激发的特征辐射称为二次特征辐射，也称为X荧光。根据测得的X射线荧光的波长，可以确定某元素的存在，根据谱线的强度可以测定其含量。这就是X射线荧光分析法的基础。第二节 X射线荧光光谱仪 X射线荧光在X射线荧光光谱仪上进行测量。根据分光原理，可将X射线荧光光谱仪分为两类：波长色散型(晶体分光)和能量色散型(高分辨率半导体探测器分光)。 (一)波长色散型X射线荧光光谱仪(Wavelength Dispersive, WDXRF) 波长色散型X射线荧光光谱仪由X光源、分光晶体和检测器三个主要部分构成，它们分别起激发、色散、探测和显示的作用。

由X光管中射出的X射线，照射在试样上，所产生的荧光将向多个方向发射。其中一部分荧光通过准直器之后得到平行光束，再照射到分光晶体(或分析晶体)上。晶体将入射荧光束按Bragg方程式进行色散。通常测量的是第一级光谱(n=1)，因为其强度最大。检测器置于角度为2θ位置处，它正好对准入射角为θ的光线。将分光晶体与检测器同步转动，以这种方式进行扫描时，可得到以光强与2θ表示的荧光光谱图。 1．X射线发生器（1）可拆式管（2）密封式管（3）转靶式管 2．晶体分光器 X射线的分光主要利用晶体的衍射作用。因为晶体具有周期性的点阵结构，晶体质点之间的距离与X光波长同属一个数量级(10-10m)，可使不同波长的X射线荧光色散，然后选择被测元素的特征X射线荧光进行测定。整个分光系统采用真空密封。晶体分光器有平面晶体分光器和弯面晶体分光器两种。 3．检测器 X射线荧光光谱仪中常用的检测器有正比计数器、闪烁计数器和半导体计数器等三种。 4．记录系统记录系统由放大器、脉冲高度分析器和记录、显示装置所组成。其中脉冲高度(即脉冲幅度)分析器的原理是利用其中两个可调的甄别器来限制所通过的脉冲高度，从而达到选择性地分别记录各种脉冲高度的目的。衍射仪的射线强度测量系统都配置有脉冲高度分析器，其的目的是为了利用检测器的能量分辨本领对X射线按波长进行有选择的测量。 (二)能量色散型X射线荧光光谱仪(Energy Dispersive, EDXRF) 能量色散型X射线荧光光谱仪不采用晶体分光系统，而是利用半导体检测器的高分辨率，并配以多道脉冲分析器，直接测量试样X射线荧光的能量，使仪器的结构小型化、轻便化。

X荧光光谱仪(XRF)的基本原理

X荧光光谱仪是根据X射线荧光光谱的分析方法配置的多通道X射线荧光光谱仪，它能够分析固体或粉状样品中各种元素的成分含量。 X射线荧光（XRF）能够测定周期表中多达83个元素所组成的各种形式和性质的导体或非导体固体材料，其中典型的样品有玻璃、塑料、金属、矿石、耐火材料、水泥和地质物料等。凡是能和x射线发生激烈作用的样品都不能分析，而且要分析的样品必须是在真空（4~5pa）环境下才能测定。 X荧光光谱仪（XRF）由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管通过产生入射X射线（一次X射线），来激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特殊性波长的X射线，因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类，这就是荧光X 射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。近年来，X荧光光谱分析在各行业应用范围不断拓展，广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域，特别是在RoHS检测领域应用得zui多也zui广泛，是一种中型、经济、高性能的波长色散X射线光谱仪。 X荧光光谱仪具有以下优点： a）分析速度高。测定用的时间与测定精密度有关，但一般都很短，2～5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。 b）X射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关，而且跟固体、粉末、液体及晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。大多数分析元素均可用其进行分析，可分析固体、粉末、熔珠、液体等样品，分析范围为Be到U。（气体密封在容器内也可分析）但是在高分辨率的精密测定中却可看到有波长变化等现象。特别是在超软X射线范围内，这种效应更为显著。波长变化用于化学位的测定。 c）非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变，也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量，结果重现性好。 d）X射线荧光分析是一种物理分析方法，所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。 e）分析精密度高。 f）制样简单，固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。当然，也有一些不足之处，具体如下： a）难于作分析，故定量分析需要标样。 b）对轻元素的灵敏度要低一些。 c）容易受相互元素干扰和叠加峰影响。

南京大学近代物理实验-X荧光分析

南京大学近代物理实验-X荧光分析 X荧光分析摘要：本文介绍了能量色散X荧光分析的原理、仪器构成和基本测量、分析方法。实验中还研究了对多道分析器的定标以及利用X荧光分析测量未知样品成分。关键词：X荧光分析，多道分析器，莫塞莱定律一、引言 X 荧光分析是一种快速、无损、多元素同时测定的现代技术，已广泛应用于材料科学、生物医学、地质研究、环境监测、天体物理、文物考古、刑事侦察、工业生产等诸多领域，例如可用X荧光分析技术研究：钢中碳、锰含量与低碳钢的脆性转变温度的关系；千分之几的锰对铁镍合金薄膜磁电阻的严重影响；检测齿轮箱润滑油中各金属元素的含量，在不拆卸机件的情况下，分析飞行器部件磨损状况；分析大气中浮游尘、气溶胶、水源污染情况、食品中有害物；分析血样、头发、牙齿、淋巴细胞、活性酶中微量元素与人体健康、疾病的相关性；无损分析文物组分；分析飞船带回的月岩、陨石等成分；测定地下水样中砷浓度，依据金矿与砷同时存在的特征，找出金矿；用稀硝酸淋洗可疑射击者的手，测定浓缩液中硫、钡、铁、铅含量，作为侦察的依据，可信度达90%-98%；监控水泥中钙、铁、铝等含量，达到控制水泥生产品质的目的；分析土壤中微量元素，以确定作物（特别是草药）种植的适宜性等。二、实验原理

以一定能量的光子、电子、质子、α粒子或其他离子轰击样品，将物质原子中的内壳层电子击出，产生电子空位，原子处于激发态。外壳层电子向内壳层跃迁，填补内壳层电子空位，同时释放出跃迁能量，原子回到基态。跃迁能量以特征X射线形式释放，或能量转移给另一个轨道电子，使该电子发射出来，即俄歇电子发射。另外还可能存在几率较低，主量子数相同，角量子数不同，亚壳层间电子的Coster-Kronig非辐射跃迁。测出特征X射线能谱，即可确定所测样品中元素种类和含量。当原子中K层电子被击出后，L层或M层的电子填补K层电子空位，同时一定几率发射特征X射线。L→K产生的X射线叫K??系，L层有三个子壳层，允许跃迁使K??系有两条谱线K??1和K??2。M→K产生的X射线叫Kβ系，M层有五个字壳层，允许跃迁使K??有K??1，K??3，K??5三条谱线。当原子中L层电子被击出后，M→L跃迁产生的X射线叫L系。图1是特征X射线系与电子跃迁能级示意图。 1 图1 特征X射线系-跃迁能级示意图特征X射线的能量为两壳层电子结合能之差，即 ??????=?????????, ??????=?????????,????=????????? 所有元素的K，L系特征X射线能量在几千电子伏到几十千电子伏之间。 X荧光分析中激发X射线的方式一般有三种：（1）用质子、α粒子或其他离子激发；（2）用电子激发；（3）用X射线或低能γ射线激发。用质子激发特征X射线的分析技术（常记为PIXE）是几种激发方式中分析灵敏度最高的，相对灵敏度达10?6~10?7??/??，绝对灵敏度可达

X射线荧光光谱分析基本原理

X射线荧光光谱分析基本原理 X射线荧光光谱分析的基本原理是利用材料在受到高能X射线照射后会发射出特定能量的荧光X射线的特性。当样品受到高能X射线的照射后，X射线与样品中的原子发生作用，激发其内层电子跃迁到高能级。随后，被激发的电子会在极短的时间内回到基态，释放出荧光X射线。荧光X射线的能量特征与被激发电子原先所处的能级差有关，因此不同的元素会产生特定的荧光X射线能量。 X射线荧光光谱分析仪通常包括一个X射线源和一个能量分辨的固态探测器。X射线源产生高能X射线，其中一部分照射到待测样品上。样品吸收部分入射X射线，并发射出对应的荧光X射线。这些荧光X射线通过 X射线波长选择装置进入探测器。探测器中的固态探测器一般采用晶体材料，如硅或锗。当荧光X射线入射到探测器上时，它们会激发探测器内的电子。被激发的电子跃迁到高能级，产生能电离状态。这些能电离态会衰变为基态，同时释放出能量。这些能量从探测器输出的电流信号中测量。在X射线荧光光谱分析中，探测器的信号输出被称为光谱。光谱通过能量分辨设备进行解析，以区分不同元素荧光X射线的能量。光子能量的分辨率取决于探测器的性能和实验条件。较好的分辨率可以提高元素的分辨能力，从而提高分析结果的准确性和灵敏度。为了提高分析的准确性和可靠性，常常需要校正仪器。仪器校正通常包括两个步骤：能量刻度和反漂移校正。能量刻度通过使用标准荧光样品，如硅，来确定能量与能量峰位置之间的关系。反漂移校正用于校正由于时间和温度变化引起的仪器漂移。

X射线荧光光谱分析广泛应用于不同领域的科学研究和工业控制中。它可用于分析材料的元素组成、碳氢含量、表面产物分析、杜仲树环境激病生理机制分析等等。它还可以用于分析矿石、矿渣和环境样品中的重金属含量，用于质量控制、研发和材料鉴定等。综上所述，X射线荧光光谱分析是一种常用的非破坏性分析技术，可以用于确定样品中元素的种类和相对含量。它的基本原理是利用材料在受到高能X射线照射后发射特定能量的荧光X射线。X射线荧光光谱分析具有较高的准确性和灵敏度，应用广泛，可用于材料分析、环境检测、矿石分析和质量控制等多个领域。

x射线荧光分析原理

x射线荧光分析原理 X射线荧光分析是一种先进的、准确的、高效的分析方法，它可以用来测定深奥但重要的物质，如金属元素、离子、元素和放射性物质。X射线荧光分析的基本原理是：当高能X射线照射在一种特殊的物质，如金属，其能量会被物质吸收，在金属的内部耗能的过程中，金属元素原子会发射出一种称为荧光线的光，然后将这种荧光线检测出来，就可以得出物质中存在的金属元素成分。 X射线荧光分析总共可以分为两个步骤：一是X射线照射，二是荧光信号检测。在X射线照射的过程中，X射线是由X射线源发出的，如X射线灯、X射线压缩机或X射线管。然后X射线源的X射线由物质吸收，物质内部的原子经过耗能的过程发出一种称为荧光线的光，从而激发了物质的荧光。接下来就是荧光信号检测，荧光信号检测也就是检测这些激发出来的荧光线，该过程中，首先将X射线荧光检测器与X射线源连接，然后通过X射线荧光检测器将检测到的荧光信号转换为电信号，从而得到物质中的金属元素成分。 X射线荧光分析是一种功能强大的分析技术，用于各种材料的分析测量，它可以快速、精确鉴定物质成分，并有效地鉴定出深层次、微小结构和微量物质。X射线荧光分析可以检测物质中的金属元素，离子，元素和放射性物质，它也可以用于医疗成像和药物反应测试等。此外，X射线荧光分析还可用于破坏检测，以便鉴别和识别出各种物质的原始成分特性，其优势在于能够快速、精确的测定出物质的

组成成分，在医学方面，用于分析物质的成分是十分必要的，从而为临床诊断提供帮助。总之，X射线荧光分析是一种功能强大的分析技术，它不但可以高效、准确的测定深奥而重要的物质成分，还可以用于破坏检测，鉴别和识别出各种物质的原始成分特性，在医疗方面也能够提供强大的帮助。X射线荧光分析技术的应用已经广泛，随着科学技术的发展，X射线荧光分析技术将更加得到认可，提供更多的应用前景。

X射线荧光分析的基本原理

X射线荧光分析的基来源根基理之答禄夫天创作 1. 绪论物质是由各种元素依照分歧的构成方式构成的。各种元素的原子是由原子核和一定数目的核外电子构成。分歧元素的原子，原子核中质子和中子的数量分歧，核外电子数也分歧，具有分歧的原子结构。核外电子的能量也各不相同，这些能量分歧的原子按能量大小分层排列，离原子核最近的电子层称为K电子层，其外依次为L,M,N,O…层。K层上的电子能量最低，由里向外，电子的能量逐渐升高。原子在未接受足够的能量时，处于基态，即稳定状态，此时，K层最多容纳2个电子，L层最多容纳8个电子，M层最多容纳18个电子……。当使用高能射线（如X射线）照射物质时，物质中的原子的内层电子被高能射线逐出原子之外，在内层电子层上即出现一个“空穴”。具有较高能量的外层电子立即弥补这一“空穴”而发生跃迁。发生跃迁的电子将多余的能量（两个电子层能量之差）释放出来。释放出来的能量以电磁波的形式向四周发射，其波长恰好在X射线的波长范围内（0.001～10nm）。为了与照射物质的X射线（初级X射线）相区别，将被照射物质发出的X射线（二次X射线）称为荧光X射线（荧光即光致发光之意）。对于K层电子而言，L层电子向K层电子跃迁时放射出的荧光X射线称为Kα谱线，M层电子向K层电子跃迁时放射出的荧光X射线称为Kβ谱线，其他层的电子发生跃迁时的情况依此类推（如图1.1所示）。利用被测物质发出的荧光X射线进行物质化学成分的定性分析或定量分析，称为X射线荧光光谱分析。在形成的线系中，各谱线的相对强度是分歧的，这是由于跃迁几率分歧。对K层电子而言,特定元素的荧光X射线Kα>Kβ,对于同一种元素而言，强谱线只有1-2条,特征谱线比较简单，易于分析，光谱干扰小。 2. X射线与固体之间的相互作用 X射线照射在固体概况上，主要会发生吸收和散射两种效应。固体物质可以吸收一部分射线，并可以使X射线在固体概况发生散射，使X射线的强度衰减。衰减率与样品的厚度成正比。 X射线的衰减是由X射线的散射和吸收引起的，其中，起主要的是吸收效应。当X射线的强度和样品的厚度一定时，样品对X射线的吸收主要取决于样品的吸收系数。当入射X射线的波长等于一个特定值时，吸收系数发生突变。各种元素吸收系数突变时的波长称为吸收限。欲从给定元素原子的特定能级上逐出电子，所需的原级X射线波长应小于此元素该能级的吸收限，即大于使特定能级电

X射线荧光光谱分析的基本原理

X射线荧光光谱分析的基本原理 X射线荧光光谱是一种用于材料表面成分分析的非破坏性技术。它基于物质被X射线激发后产生荧光的原理进行分析。X射线荧光光谱分析具有高灵敏度、高准确性、广泛适用性等优点，被广泛应用于材料科学、地质学、环境科学和考古学等领域。 1.原子结构：原子由原子核和围绕核运动的电子组成。原子核由质子和中子组成，电子在不同能级上运动。 2.能级跃迁：X射线荧光光谱分析的本质是利用X射线激发原子的内层电子，使其跃迁到更高的能级。当激发源产生高能量的X射线，并且与样品发生相互作用时，部分能量将被吸收，使内层电子被激发起跃迁。 3.荧光：当内层电子被激发到较高能级后，它们不会一直保持在这个状态，而是经过一段时间后重新回到基态，释放出余下的能量。这个能量以X射线或光子的形式被释放出来，称为荧光。 4.元素特征：不同元素的原子结构、电子能级以及荧光特性都是独特的，可以用于确定样品中的元素及其含量。 5.荧光分析：荧光由不同能级上的电子返回基态时产生，其能量正比于电子从高能级到低能级的能量差。通过测量荧光的能量，可以确定样品中存在的元素及其含量。 6.X射线源：X射线荧光光谱分析需要一个高能量的X射线源来激发样品。通常使用X射线管或放射性同位素作为X射线源。 7.检测系统：X射线荧光光谱分析需要一个检测系统来测量荧光的能量。常用的检测系统包括电子学谱仪和晶体谱仪等。

8.分析流程：X射线荧光光谱分析的一般流程包括样品的制备、X射线源的选择和调节、荧光的收集和测量、数据的处理和分析。 X射线荧光光谱分析是一种快速、准确的元素分析方法。它可以同时分析多种元素并确定其含量，适用于大多数材料，包括固体、液体和气体。X射线荧光光谱分析在科学研究、工业生产和质量控制等领域具有重要的应用价值。

X射线荧光光谱分析实验

实验报告内容一、实验目的 1.了解X射线荧光光谱仪的结构和工作原理； 2.掌握X射线荧光分析法用于物质成分分析方法和步骤； 3.用X荧光分析方法确定样品中的主要成分。二、实验原理利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。按激发、色散和探测方法的不同，分为X射线光谱法(波长色散)和X射线能谱法(能量色散)。三、实验仪器 X射线荧光分析仪四、实验步骤（一）实验参数选择 1. 阳极靶的选择：选择阳极靶的基本要求：尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样的背底，使图样清晰。不同靶材的使用范围见表1-1。表1-1 不同靶材的使用范围

必须根据试样所含元素的种类来选择最适宜的特征X射线波长(靶)。当X射线的波长稍短于试样成分元素的吸收限时，试样强烈地吸收X射线，并激发产生成分元素的荧光X 射线，背底增高。其结果是峰背比(信噪比)P／B低(P为峰强度，B为背底强度)，衍射图谱难以分清。 X射线衍射所能测定的d值范围，取决于所使用的特征X射线的波长。X射线衍射所需测定的d值范围大都在1nm至0.1nm之间。为了使这一范围内的衍射峰易于分离而被检测，需要选择合适波长的特征X射线。详见表1-2。一般测试使用铜靶，但因X射线的波长与试样的吸收有关，可根据试样物质的种类分别选用Co、Fe，或Cr靶。此外还可选用钼靶，这是由于钼靶的特征X射线波长较短，穿透能力强，如果希望在低角处得到高指数晶面衍射峰，或为了减少吸收的影响等，均可选用钼靶。表1-2 不同靶材的特征X射线波长 2. 管电压和管电流的选择工作电压设定为3～5倍的靶材临界激发电压。选择管电流时功率不能超过X射线管额定功率，较低的管电流可以延长X射线管的寿命。 X射线管经常使用的负荷(管压和管流的乘积)选为最大允许负荷的80％左右。但是，当管压超过激发电压5倍以上时，强度的增加率将下降。所以，在相同负荷下产生X射线时，在管压约为激发电压5倍以内时要优先考虑管压，在更高的管压下其负荷可用管流来调节。靶元素的原子序数越大，激发电压就越高。由于连续X射线的强度与管压的平方呈正比，特

X射线荧光分析的基本原理

X射线荧光分析的基本原理 X射线荧光分析（X-ray fluorescence analysis）是一种非破坏性的元素分析技术，通过测量物质在X射线或γ射线激发下发射的特定波长的荧光辐射来确定样品中的各种元素的含量和成分。X射线荧光分析基于X射线的两个基本原理：X射线激发和荧光发射。首先，当物质受到高能X射线或γ射线的激发时，其原子吸收X射线的能量，电子从内层壳跃迁到外层壳。这个过程中，电子吸收的能量等于电子离开的能量差。能量差与特定的化学元素有关，所以每个化学元素都会有其特定的能级结构。其次，受激的原子在极短的时间内重新排列，电子从外层壳跃迁回内层壳。这个过程中，发出的辐射能量等于电子在跃迁中吸收的能量差。这种发射辐射称为荧光辐射。激发源通常是一根X射线管，其产生X射线的能量和特定波长根据分析的需要进行设置。X射线穿过样品时，样品中的原子吸收部分X射线的能量，电子跃迁并发射出特定波长的荧光辐射。荧光射线检测器负责检测和计数荧光辐射的强度，并将其转换为电信号传输给数据处理系统。数据处理系统主要负责处理荧光辐射的信号，并利用荧光峰进行能量划分和峰面积计算，得到各元素的含量。然而，X射线荧光分析也存在一些限制。首先，分析结果受样品的形态、存放条件、基质效应等因素的影响。其次，由于荧光信号强度很低，所以需要对比较浓缩的样品进行稀释处理，以避免过度荧光衰减。此外，X射线荧光分析的仪器设备较昂贵，需要专业的操作和维护。

总体而言，X射线荧光分析是一种重要的元素分析技术，被广泛应用于金属、土壤、矿石、陶瓷、建材、环境保护等领域，并在材料科学、地质学、生物学等研究领域中发挥着重要的作用。

X荧光光谱仪的原理结构及应用

X荧光光谱仪的原理结构及应用【摘要】X荧光分析是一种快速、无损、多元素同时测定的分析技术，已广泛应用于材料、冶金、地质、生物医学、环境监测、天体物理、文物考古、刑事侦察、工业生产等诸多领域，可为相关生产企业提供一种可行的、低成本的、及时的检测、筛选和控制有害元素含量的有效途径。本文就X荧光光谱仪的工作原理及其应用做简单阐述。【关键词】X荧光；光谱仪；原理；应用一、X荧光的基本原理：当一束高能粒子与原子相互作用时，如果其能量大于或等于原子某一轨道电子的结合能，将该轨道电子逐出，对应的形成一个空穴，使原子处于激发状态。此后在很短时间内，由于激发态不稳定，外层电子向空穴跃迁使原子恢复到平衡态，以降低原子能级。当较外层的电子跃迁（符合量子力学理论）至内层空穴所释放的能量以辐射的形式放出，便产生了X荧光。X荧光的能量与入射的能量无关，它只等于原子两能级之间的能量差。由于能量差完全由该元素原子的壳层电子能级决定，故称之为该元素的特征X射线，也称荧光X射线或X荧光。 X荧光光谱法就是由X射线光管发生的一次X射线激发样品，试样可以被激发出各种波长的特征X射线荧光，需要把混合的X射线按波长（或能量）分开，分别测量不同波长（或能量）的X射线的强度，以进行定性和定量分析的方法。该方法是一种非破坏性的仪器分析方法，常用的有能量色散型和波长色散型两种类型。广泛应用于钢铁、铁矿石、炉渣、石灰石、萤石、耐火材料、地质等行业的多种元素的测定。下面我以波长色散型X射线光谱仪为例讲一下它的原理及构造。二、X荧光光谱仪的原理与仪器构造：使用X荧光光谱法的仪器叫X射线荧光光谱仪。X荧光光谱仪是一种相对测量仪器，它是通过测量一定数量已知结果的标准样品，建立相应的正确的数学模型后，才能得到准确分析结果的测量。建立正确的数学模型必须依靠一组好的标样，代表性好，有一定的跨度范围，有准确的结果。 1、激发光源—X射线管 X光管可以分成端窗和侧窗二种，但是近代X光荧光光谱仪几乎都只采用端窗一种类型，因为它能接近试样安放，有利于提高测定灵敏度。如图：管体内为高度真空。管内有阳极，阴极，灯丝，冷却水管，X射线出射窗（铍窗）；尾部有高压电缆接头，冷却水接口和灯丝电缆；头部为X射线出射窗口。

X荧光光谱分析仪工作原理

X荧光光谱剖析仪工作原理用 X 射线照耀试样时，试样能够被激发出各样波长的荧光 X 射线，需要把混淆的X 射线按波长（或能量 ) 分开，分别丈量不一样波长（或能量 ) 的 X 射线的强度，以进行定性和定量剖析 , 为此使用的仪器叫 X 射线荧光光谱仪。因为 X 光拥有必定波长，同时又有必定能量，所以， X 射线荧光光谱仪有两种基本种类：波长色散型和能量色散型 . 下列图是这两类仪器的原理图。现将两种种类X 射线光谱仪的主要零件及工作原理表达以下：

1、 X 射线管两种种类的 X 射线荧光光谱仪都需要用 X 射线管作为激发光源。上图是 X 射线管的构造表示图。灯丝和靶极密封在抽成真空的金属罩内，灯丝和靶极之间加高压( 一般为 40KV），灯丝发射的电子经高压电场加快撞击在靶极上 , 产生 X 射线 .X 射线管产生的一次 X 射线 , 作为激发 X 射线荧光的辐射源。只有当一次 X 射线的波长稍短于受激元素汲取限 lmin 时，才能有效的激发出 X 射线荧光。大于 lmin 的一次 X 射线其能量不足以使受激元素激发。 X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的那部分一次X射线的强度。管工作电压高升，短波长一次X 射线比率增添，故产生的荧光X 射线的强度也加强。但其实不是说管工作电压越高越好 , 因为入射 X 射线的荧光激发效率与其波长相关，越凑近被测元素汲取限波长，激发效率越高. X 射线管产生的 X 射线透过铍窗入射到样品上，激发出样品元素的特色X 射线 , 正常工作时， X 射线管所耗费功率的 0.2 ％左右转变成 X 射线辐射，其他均变成热能使 X 射线管升温，所以一定不停的通冷却水冷却靶电极。 2分光系统

X射线荧光光谱分析的基本原理

X射线荧光光谱分析的基本原理当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为10-12-10-14s,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。图10.1给出了X射线荧光和俄歇电子产生过程示意图。 K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射(见图10.2)。如果入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K 层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα射线,同样还可以产生Kβ射线 ,L系射线等。莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下: λ=K(Z-s)-2

这就是莫斯莱定律,式中K和S是常数,因此,只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。当一束光或电磁波照射到物质上时,光子就与物质的分子、原子或离子等微粒相互作用而交换能量。在通常的状态下,物质中这些微粒处于基态,吸收一定频率的辐射后,由基态跃迁到激发态,这个过程称为辐射的吸收。处于激发态的微粒是十分不稳定的,大约过10-8—10-9秒,便以辐射的形式释放出多余的能量,重新回到基态,这个过程称为辐射的发射。只有当激发光子的能量等于受激发微粒由基态跃迁至激发两个能量级的能量差时,才能发生辐射的吸收现象。同样,物质发射光子的能量也只有等于相应的两个能级的能量差,即 △ E = E1- E2 = hv1 - hv2 = h(1/λ1 - 1/λ2),也可以是: △ E = E1- E2 = hv = hc/λ 式中E1、E2分别为高能级、低能级的能量,通常以电子伏特为单位;h为普朗克常数(6.6256× 10-34J·s);v及λ分别所发射电磁波的频率及波长,c为光字真空中的速度,等于2.997×1010cm/s。通过能量公式可以计算出在各电磁辐射区产生个类型跃跃迁所需的能量,反之亦然。例如,使分子或原子的阶电子激发产生跃迁所需的能量约为20—1eV,则所吸收的电磁辐射的波长范围约为62—1240nm。每一条所发射的谱线的波长,取决于跃迁前后两个能量级之差。由于原子的能级很多,原子在被激发后,其外层电子可有不同的跃迁,但这些跃迁应遵循一定的规则(即“光谱选律”),因此,对特定元素的原子可产生一系列不同波长的特征光谱线

X射线荧光光谱分析原理

一 X射线荧光光谱分析原理利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。按激发、色散和探测方法的不同，分为X射线光谱法(波长色散)和X 射线能谱法(能量色散)。当原子受到X射线光子(原级X射线)或其他微观粒子的激发使原子内层电子电离而出现空位，原子内层电子重新配位，较外层的电子跃迁到内层电子空位，并同时放射出次级X射线光子，此即X射线荧光。较外层电子跃迁到内层电子空位所释放的能量等于两电子能级的能量差，因此，X射线荧光的波长对不同元素是特征的。根据色散方式不同，X射线荧光分析仪相应分为X射线荧光光谱仪(波长色散)和X射线荧光能谱仪(能量色散)。 X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X 光管组成。后者功率较大，用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由样品室、狭缝、测角仪、分析晶体等部分组成。通过测角器以1∶2速度转动分析晶体和探测器，可在不同的布拉格角位置上测得不同波长的X射线而作元素的定性分析。探测器的作用是将X射线光子能量转化为电能，常用的有盖格计数管、正比计数管、闪烁计数管、半导体探测器等。记录单元由放大器、脉冲幅

度分析器、显示部分组成。通过定标器的脉冲分析信号可以直接输入计算机，进行联机处理而得到被测元素的含量。 X射线荧光能谱仪没有复杂的分光系统，结构简单。X射线激发源可用X射线发生器，也可用放射性同位素。能量色散用脉冲幅度分析器。探测器和记录等与X射线荧光光谱仪相同。 X射线荧光光谱仪和X射线荧光能谱仪各有优缺点。前者分辨率高，对轻、重元素测定的适应性广。对高低含量的元素测定灵敏度均能满足要求。后者的X射线探测的几何效率可提高2～3数量级，灵敏度高。可以对能量范围很宽的X射线同时进行能量分辨(定性分析)和定量测定。对于能量小于2万电子伏特左右的能谱的分辨率差。 X射线荧光分析法用于物质成分分析，检出限一般可达10-5～10-6克／克(g／g)，对许多元素可测到10-7～10-9g／g，用质子激发时，检出可达10-12g／g；强度测量的再现性好；便于进行无损分析；分析速度快；应用范围广，分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。除用于物质成分分析外，还可用于原子的基本性质如氧化数、离子电荷、电负性和化学键等的研究。二企业挑选X线荧光光谱仪的基本准则应该包括满足要求、优良性能和低购入成本三个方面。 1．满足使用要求是最基本要素

X荧光光谱分析培训内容教学内容

X 荧光光谱分析培训内容一、X 荧光原理 1、 X 射线荧光的基本概念 X 射线是一种电磁波，其波长在0 . 1~100 之间(1 =10 m)，根据波粒二相性原理，X 射线也是一种粒子，其每个粒子根据下列公式可以找到其能量和波长的一一对应关系。 E ＝hv=h c/λ 式中h 为普朗克常数，v 为频率，c 为光速，λ为波长。 ①X 射线产生的几种方法 a 、高速电子轰击物质，产生韧致辐射和标识辐射。其产生的韧致辐射的X 射线的能量取决于电子的能量，是一个连续的分布。而标识辐射是一种能量只与其靶材有关的X 射线。这是X 光管的基本原理。 b 、同位素X 射线源，释放的射线的能量也是量化的,而不是连续的。 c 、同步辐射源。电子在同步加速器中运动，作圆周运动，有一个恒定的加速度，电子在加速运动时，会释放出X 射线，所以用这种方法得到的X 射线叫同步辐射X 射线。 ②基本概念 a 、 X 射线荧光：通常把X 射线照射在物质上而产生的次级X 射线叫X 射线荧光（X —Ray Fluorescence ），而把用来照射的X 射线叫原级X 射线。所以X 射线荧光仍是X 射线。 b 、特征X 射线：它是由原子外层电子向内层跃迁，释放出能量以X 射线的形式表现出来，其能量只与元素本身有关，因此称为特征X 射线。由不同能级跃迁产生的能量是不同的，因此，特征X 射线分为K α、K β、L α、L β…… c 、 X 射线对物质产生的作用：可产生特征X 射线，散射，光电子，其他作用，在用X 射线分析物质时，特征X 射线是分析的关键，其他的作用将产生本地效应，应该尽量避免或减小它。 ③荧光强度与物质含量的关系，可以用以下的表达式说明： I i =f （C 1,C 2…C i …） i=1,2… Ii 是样品中第i 个元素的特征X 射线的强度,C 1,C 2,……是样品中各个元素的含量.。反过来，根据各元素的特征X 射线的强度，也可以获得各元素的含量信息。这就是X 射线荧光分析的基本原理。 2、荧光分析的特点 X 荧光光谱分析在分析测试领域内的发展非常快，根据其分析原理，可以看出X 荧光分析具有以下特点：优点：（a ）分析速度高。测定用时与测定精密度有关，但一般都很短，2～5分钟就可E kev A o ().()= 123964λ