X선 형광 분광법(XRF)은 원소 분석에 사용되는 비파괴 분석 기법입니다.
이 절차에는 고에너지 X선으로 샘플을 여기시켜 샘플의 원자가 에너지를 흡수한 후 각 원소 고유의 특정 에너지 수준에서 X선 형광 방사선으로 방출하도록 하는 과정이 포함됩니다.
이 형광의 에너지와 강도를 측정하여 시료의 원소 구성을 확인할 수 있습니다.
XRF는 지질학, 광업, 환경 과학, 재료 과학, 제약, 야금, 식품 산업 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다.
XRF 분석 절차는 어떻게 되나요? 5가지 주요 단계 설명
1. 시료 여기
XRF 분석은 시료를 여기시키는 것으로 시작됩니다.
이는 샘플을 고에너지 X선에 노출시킴으로써 이루어집니다.
이 엑스레이의 에너지는 샘플 내 원자의 내부 껍질 전자를 방출하기에 충분합니다.
2. 형광 방사선의 방출
전자가 방출되면 원자는 여기 상태가 됩니다.
안정 상태로 돌아가기 위해 더 높은 에너지 준위의 전자는 비어 있는 낮은 에너지 준위로 떨어집니다.
이 에너지 준위 사이의 에너지 차이는 X-선 형광 방사선으로 방출됩니다.
각 원소는 고유한 에너지 준위를 가지므로 방출되는 방사선의 고유한 패턴이 생깁니다.
3. 측정 및 분석
방출된 형광 방사선은 XRF 분광기를 사용하여 측정합니다.
각 원소는 특정 에너지 레벨에서 방사선을 방출하므로 방사선의 에너지를 분석하여 시료에 존재하는 원소를 식별합니다.
방사선의 강도는 시료에 포함된 원소의 농도에 비례하므로 원소를 정량화할 수 있습니다.
4. 시료 준비
정확한 결과를 얻으려면 적절한 시료 준비가 중요합니다.
일반적인 방법으로는 시료를 미세한 분말로 균질화하여 펠릿 형태로 압착하는 압축 펠릿을 만드는 방법이 있습니다.
이 방법은 효율성, 비용 효율성, 고품질 결과를 얻을 수 있다는 점에서 선호되는 방법입니다.
5. 응용 분야 및 장점
XRF는 특히 비파괴적 특성으로 인해 변경이나 손상 없이 귀중한 샘플을 분석할 수 있다는 점에서 가치가 높습니다.
휴대용 XRF 분석기는 다양한 장소와 조건에서 분석이 가능해져 현장 연구 및 현장 검사에서 활용도가 더욱 확대되었습니다.
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