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Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA)
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Sequentielle Röntgen-Fluoreszenz- Analyse (XRF)

Methodenbeschreibung:

Die RFA ist eine zerstörungsfreie analytische Technik zur Identifizierung und Konzentrationsbestimmung von Elementen in Festkörpern, Pulverproben und Flüssigkeiten.

Grundlagen:

Wenn man Atome mit hochenergetischen Röntgen-Photonen anregt, werden Elektronen in Form von Photoelektronen aus dem Bereich der inneren Elektronenschalen herausgeschlagen. Die so entstandene instabile Elektronen- Leerstelle in einer oder mehreren Elektronenschalen werden von Elektronen aus den äußeren Schalen unter Abgabe der Überschussenergie in Form von Sekundär- Röntgenphotonen ersetzt. Dieses Phänomen ist als "Röntgenfluoreszenz" bekannt. Die Energie des emittierenden Fluoreszenz- Photons ist charakteristisch für das entsprechende Element (E = hc/l). Ebenso ist die Anzahl der emittierenden Photonen proportional zur Konzentration des Elements in der Probe.

Messtechnik und Apparative Austattung:

Verwendet wird ein Sequenzspektrometer mit einer 3kW Rh-Stirnfenster- Röhre, 35 mm Strahl-Ø (im 5er Raster auf 1mm-Ø abblendbar), mit eigenem Kühlkreislauf mit Leitfähigkeitskontrolle, 12-fach Probenwechsler. Die Fluoreszenzstrahlung wird mit verschiedenen Analysatorkristallen spektrometrisch zerlegt (Bragg'sches Gesetz) und die Aufzeichnung der Spektren erfolgt durch Schrittabtastung des Beugungswinkel- Bereichs. Als Detektor für die "harte Röntgenstrahlung" (Ti-U) wird ein Szintillationszähler und für die " weiche Röntgenstrahlung" (Na-Ti) ein Proportionalzählrohr verwendet.

Eine qualitative Analyse erfolgt durch den Vergleich des gemessenen Spektrums mit einer gespeicherten Linienbibliothek. Die semiquantitative Analyse erfolgt mit einem Fundamentalparameter-Programm. Die Signale werden unter Verwendung gespeicherter Element-Empfindlichkeits-Bibliotheken umgerechnet.  Berücksichtigt werden auch Matrixeinflüsse und Materialverunreinigungen, wie Probenträger und Fixierungsmaterialien.

Ansprechpartner:

Frau Dr. A. Besmehn Tel.: 02461-61 6774

Frau Dr. S. Willbold Tel.: 02461-61 6063

Herr Dr. U. Breuer Tel.: 02461-61 5364


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