X-ray fluorescence spectrometry (XRF)
เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุองค์ประกอบในสารตัวอย่าง โดยใช้การวัดปริมาณรังสีเอ็กซ์ฟูออเรสเซนต์ (X-ray fluorescence) ที่ปลดปล่อยออกมาจากธาตุองค์ประกอบแต่ละชนิดในสารตัวอย่าง
หลักการและวิธีการวิเคราะห์
เมื่อรังสีเอ็กซ์ปฐมภูมิ (Primary X-ray photon) จากหลอดรังสีเอ็กซ์พุ่งเข้าชนสารตัวอย่างจะเป็นผลให้อิเล็กตรอนวงในสุด (K-shell) ของอะตอมภายในสารตัวอย่างหลุดออกจากอะตอมในรูปของโฟโต้อิเล็กตรอน (photoelectron) ทำให้เกิดช่องว่างขึ้นในวงอิเล็กตรอนนั้น ดังแสดง ในรูปที่ 1(a) ซึ่งที่สภาวะนี้อะตอมจะไม่เสถียร อะตอมจะกลับสู่สภาวะที่เสถียรขึ้นโดยการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนวงนอกเข้ามาแทน ที่ช่องว่างดังกล่าว ซึ่งในการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนจะมีการ ปลดปล่อยรังสีเอ็กซ์ทุติยภูมิ (Secondary X-ray photon) ดังแสดงในรูปที่ 1 (b) และ (c) ซึ่งปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ฟูออเรสเซนต์” (Fluorescence) พลังงานของรังสีเอ็กซ์ทุติยภูมิที่ปลดปล่อยออกมาจะมีค่าี่แตกต่าง กันขึ้นกับความแตกต่างของระดับพลังงานเริ่มต้นของอิเล็กตรอนวงนอกที่ เกิดการเปลี่ยนระดับพลังงานกับระดับพลังงานของช่องว่างที่เกิดจากรังสี เอ็กซ์ปฐมภูมิ ดังแสดงในรูปที่ 2 รังสีเอ็กซ์ทุติยภูมิที่เกิดจากปราฎการณ์ ฟูออเรสเซนต์จะเป็นรังสีเอ็กซ์ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของธาตุแต่ละชนิด ดังนั้นเทคนิค XRF จึงใช้ในการตรวจวิเคราะห์หาปริมาณธาตุองค์ประกอบ ของสารตัวอย่าง อย่างไรก็ตามเทคนิค XRF จะไม่สามารถวิเคราะห์ธาตุ 11 ธาตุแรกของตารางธาตุได้
การคำนวณหาค่าความยาวคลื่น(Wavelength,l)ของรังสีเอ็กฟูออเรสเซนต์จากสาร ตัวอย่าง จะทำได้โดยแทนค่าในสมการ Bragg's law
ค่าความยาวคลื่นที่คำนวณได้จะสามารถชี้บอกได้ว่ารังสีเอ็กซ์ฟูออเรสเซนต์ของสารตัวอย่างประกอบด้วยธาตุใดบ้าง เทคนิคการวิเคราะห์นี้ เรียกว่า Wavelength dispersive XRF
อ้างอิง : http://www.kmitl.ac.th/sisc/XRF
รังสีเอ็กซ์ฟูออเรสเซนต์ที่เกิดขึ้นจะถูกส่งผ่าน collimator ในรูปลำ รังสีขนานไปยัง Diffracting crystal ซึ่งมีค่าระยะห่างระหว่างระนาบผลึก(d) ที่แน่นอนเช่น ควอทซ์ , ลิเทียม-ฟูออไรด์ , ไมกาฯลฯ โดย Diffracing crystal จะทำให้
รังสีเอ็กซ์เกิดการเลี้ยวเบนเข้าสู่เครื่องตรวจวัดรังสีเฺิิอ็กซ์(X-ray detector) โดยปกติ Diffracting crytal จะทำมุมTheta กับระนาบรังสีขนานจาก colimator และทำมุม 2Theta กับเครื่องตรวจวัด(รูปที่2)
