速報！波長（zhǎng）色散X射線熒光光譜儀的新（xīn）進展（zhǎn）

X射線熒光光譜分析在20世紀80年代初已（yǐ）是一種成（chéng）熟的分析方法，是實驗室（shì）、現場分析主、次量和痕量元素的首選方法之一。X射線熒光光譜儀（XRF）是利用原（yuán）級X射線或其他光子（zǐ）源激發待測物質中的原子（zǐ），使（shǐ）之產生熒光（次級X射（shè）線），從而進行（háng）物質成（chéng）分分析的儀器（qì）。X射線熒光光譜儀又稱XRF光譜儀，有波長色散型和能量（liàng）色散型兩種，適用於測定鈹（Be）以上的（de）化學元素的含量。它的優點是不破壞樣品，分析速度快，分（fèn）析精度高，樣品製（zhì）備簡（jiǎn）單。X射線熒（yíng）光光譜儀還可以用於（yú）微區分（fèn）析及確定分層和塗（tú）層的（de）厚度（dù）和成分。

XRF熒光光譜儀是可以對任何種類的樣品進行元素分析的（de）最好（hǎo）分析技（jì）術，無論（lùn）分析的樣品是液體、固體、漿料還是（shì）粉末。它是一種可靠的技術，結合了高精度和準確性以及簡便、快速的樣品製備等優點。可以在要求實現高處理量的工業環境下自動完成使用準備，並且提供定性和定量的樣品相（xiàng）關信息。

XRF熒光譜儀（yí）係統通常分為兩大類：波長色（sè）散型（WDXRF）和能量色散型（EDXRF）。

EDXRF熒（yíng）光光譜儀，一般由光源（X-線管）、樣品室及檢測係統等（děng）組成，與波長色散型熒光光譜儀的區別在於他不用分光晶體（tǐ）及精密運動裝置（測角儀）。

EDXRF光譜儀的特點：
儀器結構簡單小巧，省略了精密運動裝置
沒有分光晶體
X射線管功率低（一般＜50W）
無需昂貴的高壓發生器和冷卻係統（空氣冷卻即可）
可同時執行元素分析

優點在於X射線利用率高，可同時檢測多元素，價格（gé）低；
缺點是靈敏度低、分辨率低、檢出限高（相（xiàng）對於（yú）WDXRF）。

WDXRF一般由光源（X-射線管）、樣品（pǐn）室、分光晶體和檢測係（xì）統等組成。它（tā）可（kě）以分析從鈹（Be）到鈾（U）的各（gè）種元素，濃度範圍從100%到低至亞（yà）ppm級。

WDXRF以（yǐ）其無與倫比（bǐ）的準確度、精密度和可靠性著稱。這種強大的分（fèn）析技術，使其可用（yòng）於所有形式的工業應用，包括：水泥生產、玻（bō）璃生產、采礦（kuàng）、選礦、鋼鐵及有色金屬、石油和石化、聚合物（wù）及相關行業、製藥、保健產品和環保等。

WDXRF光譜儀中，X射線光管用作直接照射樣品的光源（yuán），並且使用波長色散式檢測係統來測量樣品發出（chū）的（de）熒光。分光晶體根據波長（而不是能量）來分離X射線，可用於識（shí）別每種不同元素發出的特征（zhēng）輻射。此類分析可以通過逐一（yī）（依次）測量不同波長的X射線（xiàn）強度來完成，或者在（zài）固定位置同時測量（liàng）所有不同波長的X射線強度。X射線管需要高功率，需要專（zhuān）門的冷（lěng）卻（què）裝置（水冷或油冷（lěng）），需要分光晶體及測角儀，因此波譜儀（yí）的價格往往比能譜儀高。

WDXRF光譜測定的優勢：
•高分辨率，特別適用於輕重元素
•低探測限製，特別適用於輕重元素
•穩（wěn）定的（de）分析
•高處理（lǐ）量

WDXRF一般分為順序（xù）掃描型和多道同時（shí）型（固定道）

波（bō）長色散型的儀器發展現在，掃描道與固定道（dào）交替發展，其優缺點也是互相印證的：

對於掃麵型儀器：

1，分析元素的（de）數量不（bú）受限製，除了最輕的幾（jǐ）個元素外幾乎可以（yǐ）作（zuò）全元素分析，這是優（yōu）點。由於元素是分時測量的，測量總（zǒng）時間是每個元素的測試時間之和，為了（le）保證每個元素要很短時間測完並達（dá）到計數率要求，大功率X光管和高速熒光信號處理就是必須的。大功率（lǜ）X光管和高壓電源的使用，是技術能力的體現，當然也是問（wèn）題（tí）多發（fā）點所在，維護成（chéng）本很高。

2，高精度測角儀（yí）是單通道掃描式儀器（qì）的技術核心之一，對於複雜的應用幾乎是必須的。對於特定的應用有些浪費。

對於固定道儀器（qì）：

1，各個通道同時（shí）工作，這樣測試時間就可以設定為最難滿足精度的元素（sù）通道所需的時間。總測定時間（jiān）就是這個時間（jiān），一般（bān）幾十秒到2、3百秒。根據這個時間，多道同時式分析儀一般隻需要選用小功率X光管（一般幾百瓦）即可（kě）滿足對總計數率的要（yào）求。小功率X光管和高壓電源及冷卻係統的成本低和壽命長，故（gù）障率低，維護量小。

2，分光（guāng）係統無運動部件，計數率精度可以達到很高水平。

3，對信號（hào）處（chù）理電路要求較低。

4，由於采用多個（gè）通道，每個通道都需要獨立的分光。衍射晶體、探測器、放大器和多道脈衝（chōng）處（chù）理（lǐ）器（qì），加起來成本也還是比較高。通道數量總是（shì）要受到結構的限製，不可能很多（duō），這也是多道同（tóng）時式分（fèn）析儀一般少在行業應用的原因——分析元素的數量有（yǒu）限（xiàn）。

特定用戶需要根據自己的需求特（tè）點選擇合適的WDXRF儀器。

近些年來，X射（shè）線儀器仍（réng）然（rán）取得了巨大的進步，如：全反射X射線熒光光譜儀（TXRF）、聚焦微（wēi）束X射線熒光光譜儀（μXRF）、偏振X射線熒光光譜儀（EDPXRF）等相繼（jì）商品（pǐn）化。

WDXRF光譜儀近年同樣取得了顯著的技術進步：

X射線管

1）4KW大功率（lǜ）:4KW薄窗（chuāng）X射線管，對於19K~92U元素範圍的重元素，提高靈敏度30%以上，對於4Be~17Cl元素範圍的（de）輕元素，提高靈敏度70%以（yǐ）上。同時，4KW薄窗X射線管的冷卻方式的改進，以及X射線發生器控製方式（shì）的（de）發展，使得4KW薄窗X射線管在應用上的可靠性大（dà）大增強。X射線管功率也有小型化趨勢（shì），使自身的體積縮小，而且無需外冷卻水循環係統，如200wX射線管，性價比高、使用成本低，適（shì）用於（yú）要求（qiú）固（gù）定的用戶。

2）鈹（Be）窗超薄化:X射線管的鈹窗厚度一般為75~125um，有的（de）產家的X射線管的鈹窗厚度僅有30um，這樣大大提高了初級X射線的透射（shè）率。薄窗X光管對（duì）Be，B，C，N等超輕元素的分析，對（duì）微量樣品分析，微區分析的發展起著極大地推動作用。

3）X光管端（duān）窗超銳化（huà）:這種超銳X射線管外形獨特，頭部尖細，內部采用陶瓷絕緣，其設計更加緊湊、合理、精確。窗口至樣品的距離較常規端窗管短（約16mm），大大提高了X射線輻照強度（dù）。而且，由於采用優良的絕緣和長壽命的燈絲，延長了X射線（xiàn）管的（de）使用壽（shòu）命。

4）X光管雙靶化（huà）:為了使輕重元素都能獲得最（zuì）佳激（jī）發效率，一些儀器廠家將（jiāng）X光管設置成雙靶型。如日本株式會社理學。

高壓（yā）發生（shēng）器：

近年來，譜儀的高（gāo）壓發（fā）生器幾乎都采用高頻變換高（gāo）壓發生器。發生（shēng）器的高壓穩定性也較高，一般說來，當網路電壓波動不超過10%時，穩定性可達±0.0005%，從而保證了X射線管所發（fā）射X射線強（qiáng）度的高穩定性。

測角儀：

測角儀是順序（xù）式X射線熒光光譜（pǔ）儀（yí）的（de）核心部件，也是同時式多道X射線熒光光譜（pǔ）儀中掃描的基本部件。如一些儀器製造商（shāng）分別用無（wú）齒（chǐ）輪莫爾（ěr）條紋測（cè）角儀和激光定位光學傳感器驅動測角儀，取代傳統θ/2θ齒輪機械運（yùn）動（dòng）的測角儀，2θ掃描精度也由齒輪機械運動的±0.001°提高到±0.0002°，2θ掃描速度提高到80°/s。

探測器和計數器：

在現（xiàn）代波（bō）長色散X射線熒光光譜儀中，探測器和計數（shù）器（qì）的最大線性計（jì）數率由原來的105s-1擴（kuò）展到106s-1，甚至最大線性計數率可達4106s-1。正比計數器逐漸由原來的流（liú）氣式向封閉式過度（dù）。采用封閉式正比計數器（qì）後，工作時既（jì）無需配製工作氣體，又防止了氣體（tǐ）質量的不一致（zhì）和流量（liàng）變化對測量結果的影響，從而保證了（le）測量結果具有更好的再現性。

X射線儀器正在越來越多的行業得到重視，已經湧現出一批新的國家標準，如環境監測領域：土壤（rǎng）和沉積物、空氣顆粒物新出了波長色散X射線熒光光譜法檢測標（biāo）準，大大提高了檢測效率。進（jìn）一步（bù）證明了WDXRF儀器的可靠（kào）性、高精度、低檢出限和旺盛的生命力。