خدمات آنالیز XRF داخل کشور

1.   مقدمه

طیف‌ نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس، (XRF=X-ray Fluorescence Spectroscopy)، از روش‌های آنالیز عنصری است که به‌دلیل سرعت بالای آنالیز در بعضی از صنایع دارای اهمیت است. در این روش، اشعه ایکس به نمونه می تابد و در اثر برانگیختن اتم ها و انتقال الکترونی در لایه‌های مختلفِ اتم، اشعه ایکس ثانویه، تولید می‌شود که با تعیین طول موج (انرژی) اشعه ایکس ثانویه که مشخصه اتم است؛ می‌توان عناصر موجود در نمونه مورد نظر را شناسایی کرد.

با استفاده از این تکنیک، می‌توان آنالیز عنصری را به ‌صورت کیفی و تا حدودی کمی، به‌خصوص در مورد نمونه‌های معدنی، باستانی، زمین‌شناسی، کانی‌ها، سنگ‌ها، شیشه، سیمان، سرامیک‌ها و آلیاژهای فلزی انجام داد که ردیابی عناصر از سدیم تا اورانیوم را ممکن می‌سازد و دقت آن برای عناصر سنگین بیشتر است.

2.   اساس کار طیف‌نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس

در XRF ، اشعه ایکس اولیه در لوله تنگستن – مولیبدن یا کروم تولید می‌شود. اشعه ایکس خروجی از لوله، در اثر برخورد با نمونه و بمباران آن، الکترون‌های مدارهای داخلی اتم را آزاد می‌کند و فضاهای خالی در پوسته الکترونی اتم‌ها ایجاد می‌شود که این فضاهای خالی معمولا با الکترون‌هایی که در سطح انرژی بالاتر قرار گرفته‌اند؛ پر می‌شوند. در اثر گذار الکترون از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین‌تر، اشعه ایکس ثانویه (فلوئورسانس) تولید می‌شود که مشخصه عنصرهای موجود در نمونه است و به این ترتیب شناسایی عناصر مختلف صورت می‌گیرد. شکل 1 تولید اشعه ایکس ثانویه k و L را در اثر انتقال الکترونی نشان می‌دهد.

شکل 1 – طرح‌واره تولید اشعه ایکس ثانویه در اثر انتقال الکترونی (راست) از M به L و (چپ) از L به K

3.   کاربردها

روش XRF به‌دلیل سرعت بالا، دقت زیاد و استقلال از وابستگی به شخص آنالیزکننده، جایگزین مناسبی برای سایر روش‌های آنالیز شیمی در شناسایی مواد است. کاربرد اصلی دستگاه XRF در صنایعی مانند فولاد و سیمان است. در این صنایع، سرعت بالای آنالیز برای تنظیم ترکیب و قرار گرفتن عنصرهای موجود در نمونه در گستره کوچک و مشخص، استفاده از XRF را سودمند کرده است؛ زیرا محدود بودن عناصر موجود در نمونه مجهول و گستره تغییر آنها، باعث می‌شود که بتوان از منحنی‌های کالیبراسیون با اطمینان بیشتری استفاده کرد. این روش به‌عنوان مکمل مطالعات کانی‌شناسی و متالوگرافی در بررسی‌های باستان‌شناسی و حفاظت از آثار استفاده می شود.

در لایه‌های نازک، رابطه میان شدت، ترکیب و ضخامت از قوانین تئوری محاسبه شده‌اند که ازXRF می‌توان برای تعیین دقیق ترکیب و ضخامت لایه نازک استفاده کرد.

شکل 1 – طرح‌واره تولید اشعه ایکس ثانویه در اثر انتقال الکترونی (راست) از M به L و (چپ) از L به K

4.   اجزای تشکیل‌دهنده طیف‌نگار فلوئورسانس اشعه ایکس

دستگاه XRF معمولا از منبع انرژی با ولتاژ بالا، لوله تولیدکننده اشعه ایکس، نگهدارنده نمونه، توازن‌دهنده‌های طیف‌های تابشی حاصل از نمونه، بلور فلوئور سدیم یا بلورهای دیگر، توازن‌دهنده‌های طیفی بعد از عبور از بلور فلوئور سدیم، دستگاه شمارش برای اندازه‌گیری شدت اشعه ایکس با طول موج‌های مختلف برای عناصر گوناگون، ثبت‌کننده قوی و تقویت‌کننده الکترونی تشکیل شده است. شکل 2 طرح‌واره‌ای از دستگاه فلوئورسانس اشعه ایکس را نشان می‌دهد.

شکل 2 – طرح‌واره دستگاه XRF

نمونه با استفاده از اشعه ایکس اولیه تولید شده در لوله اشعه ایکس، بمباران می‌شود و انتقال الکترونی انجام و اشعه ایکس ثانویه که پرتو مشخصه عنصرهای موجود در نمونه مجهول است؛ تولید می‌شود. این اشعه ایکس ثانویه، پس از عبور از جمع‌کننده (Collimator)، به سمت بلوری که در بخش آشکارساز قرار دارد؛ هدایت می‌شود. جمع‌کننده متشکل از چند ورقه موازی است که با جمع و موازی کردن اشعه ایکس، آن را وادار به حرکت موازی و برخورد با زاویه مشخص به بلور می‌کند. اشعه برخوردکننده به بلور در واقع گستره‌ای از طول موج‌ها را داراست که هر یک به یک عنصر تعلق دارد. بنابراین، پیش از ارسال گستره طول موج‌ها به آشکارساز بایستی با استفاده از بلور، تفکیک شوند. بلور آنالیزکننده، بر اساس رابطه براگ، منجر به پراش هر یک از طول موج‌ها در زاویه مشخصی می‌شود و سپس این طول موج‌های پراشیده، به آشکارساز فرستاده می‌شوند. از آن‌جایی که در هر زاویه، یک طول موج ویژه در رابطه براگ صدق می‌کند؛ با پراش یک طول موج، بقیه طول موج‌ها در فضای اطراف بلور پخش شده و از بین می‌روند. سپس، اشعه ایکس تفکیک شده، پس از عبور از جمع‌کننده ثانویه، به داخل آشکارساز هدایت می‌شود. آشکارساز و جمع‌کننده بر روی یک دایره هستند و بلور در مرکز آن قرار دارد. در آشکارساز، شدت اشعه ایکس ثانویه برای هر طول موج تعیین می‌شود و در نهایت اطلاعات به‌دست آمده به قسمت ثبت‌کننده فرستاده می‌شود.

ü    منابع اشعه ایکس

در XRF، از لوله‌های گوناگونی استفاده می‌شود تا اشعه ایکس با شدت زیاد برای برانگیختگی همه عنصرهای موجود در نمونه مجهول را تولید کند. تفاوت این لوله‌ها در توانِ استفاده شده در لوله، نوع سرمایش و محل قرار گرفتن پنجره برلیومی است. این پنجره از جنسِ برلیوم ساخته می‌شود که در برابر اشعه ایکس شفاف است و اشعه ایکس تولید شده می‌تواند از آن عبور کند. این پنجره خروجی می‌تواند در دیواره و یا در انتهای لوله قرار داشته باشد. آند به‌صورت یک لایه نازک بر روی پنجره برلیومی قرار دارد. جنس آند یا هدف (Target) معمولا تنگستن، کُروم، مولیبدن یا رنیوم است. شکل 3، طرح‌واره‌ای از لوله اشعه ایکس را نشان می‌دهد.

شکل 3 -طرح‌واره لوله تولید اشعه ایکس اولیه

ü   تحلیلگر انرژی

اشعه ایکس ثانویه گستره‌ای از فوتون‌ها با انرژی‌های گوناگون را شامل می‌شود که برای تفکیک فوتون‌ها برحسب انرژی آنها، از بلورهای تحلیلگر و پدیده پراش اشعه ایکس استفاده می‌شود تا بر اساس رابطه براگ، n.λ=2d.sinθ (نماد n عددی صحیح، λ طول موج، d فاصله بین صفحات بلور تحلیلگر و θ زاویه پراش است.) فوتون‌های هم‌انرژی در زاویه‌های مشخصی پراشیده و از یکدیگر جدا شوند . معمولا بلورهای تحلیلگر از جنس فلورید سدیم هستند و برای شناسایی عناصر از پتاسیم تا اورانیوم به‌کار برده می‌شوند. از بلور تحلیلگر ژرمانیوم نیز برای شناسایی عناصر، از فسفر تا کلر استفاده می‌شود.

منبع edu.nano.ir

 برای ثبت سفارش، طبق دستورالعمل زیر اقدام نمایید:

1. پس از ثبت نام در سایت، با اکانت خود در سایت وارد شوید و از طریق بخش خدمات آنالیز، نوع آنالیز خود را انتخاب نمایید.

2. آنالیز انتخابی را به سبد خرید خود اضافه نمایید. (با توجه به آنکه قیمت پیش فرض تعیین شده برای یک نمونه می­ باشد، اگر تعداد نمونه شما بیشتر از یک نمونه است قبل از افزودن به سبد خرید، تعداد را به تعداد مورد نظر ارتقا دهید.)

3. پس از تکمیل فرایند خرید، واریز وجه از طریق درگاه بانکی و دریافت شماره پیگیری، فرم تخصصی سفارش خدمات آنالیز را تکمیل و امضا نمایید، سپس به همراه نمونه خود به آدرس ذیل ارسال کنید. ضمنا خواهشمند است نسخه الکترونیکی این فرم را به صورت فایلWord ، به آدرس @nanoBAZARservice تلگرام نمایید. اگر اصل نمونه خود را پس از انجام آنالیز نیاز ندارید در فرایند خرید گزینه “ارسال الکترونیکی- ویژه‌ی خدمات و آنالیزهای تخصصی” را انتخاب نمایید و اگر نیاز به دریافت نمونه دارید گزینه “هزینه‌ی بازگرداندن نمونه- ویژه‌ی خدمات و آنالیزهای تخصصی” را انتخاب نمایید.

شایان ذکر است به دلیل اینکه فرم تکمیلی شما برای کارشناس دستگاه ارسال می شود کلیه ی توضیحات خود را در قالب همین فرم مطرح بفرمایید و از ارسال پیام و یا تماس تلفنی برای اضافه کردن نکات جدا خودداری نمایید.

«تهران- منطقه 13 پستی صندوق پستی 316-13445 به نام خانم فرهنگ آذر (دقیقا این عبارت در آدرس گیرنده روی پاکت درج شود).»

4. بعد از ارسال نمونه لطفا زمان ارسال را به آیدی @nanoBAZARservice اعلام نمایید.

5. پس از انجام آنالیز مربوطه، نتیجه آنالیز به ایمیلی که در پروفایل ثبت نام شما وجود دارد، ارسال و بنا به درخواست اولیه شما اصل نمونه ارسال و یا امحا می­گردد.

** درخواست‌های خارج از فرم را می‌توانید از طریق شماره‌ “۰۹۳۳۵۰۲۷۸۳۷” و یا ایمیل “Info@nano-bazar.ir” اعلام نمایید.