X荧光光谱仪利用X射线荧光的特性,确定物质中各元素的具体含量,那X射线对于物质在检测环节,会产生怎么样的作用呢?
X射线在对物质照射环节,部分X射线将改变它们前进的方向,发生散射现象,其包括了相干散射和非相干散射。入射的X射线光子与原子中受束缚较紧的电子相碰撞而弹射,光子的方向改变了,但能量几乎没有损失,于是产生了波长不变的相干散射。当X射线与束缚较小的外层电子或自由电子作用时,X射线光子将一部分能量传给电子,使之脱离原有的原子而成为反冲电子。同时光子本身也改变了传播方向,发生散射,且能量减小,即散射X射线的波长变长了,即非相干散射。
X射线能量在经过物质时转变为其他形式能量的效应是为物质对X射线的吸收,其中就包括了光电效应(二次特征辐射),当用X射线轰击物质时,若X射线的能量大于物质原子对其内层电子的束缚力时,入射X射线光子的能量就会被吸收,从而导致其内层电子(如K层电子)被激发,并使高能级上的电子产生跃迁,发射新的特征X射线。我们称X射线激发的特征X射线为二次特征X射线或荧光X射线。这种以光子激发电子所发生的激发和辐射过程称为光电效应,被击出的电子称光电子。
X荧光光谱仪的检测
同样的,在X射线对物质作用时,产生俄歇效应。当高能级的电子向低能级跃迁时,能量不是产生二次X射线,而是被周围某个壳层上的电子所吸收,并促使该电子受激发逸出原子成为二次电子,产生的二次电子称俄歇电子。二次电子具有特定的能量值,可以用来表征这些原子。利用该原理制造的俄歇能谱仪主要用于分析材料表面的成分。