X射線熒光光譜分析技術(shù)系列講座 | 散射線的意義與作用
發(fā)布日期：2024-04-28 14:32:49
以下文章來源于布魯克X射線部門
吸收。部分被吸收的X射線激發(fā)了樣品中原子的內(nèi)層電子，從而釋放出X射線熒光，即某個(gè)元素的特征譜線。 散射包括2種：
彈性散射，或稱瑞利散射（Rayleigh Scattering)
非彈性散射，或稱康普頓散射（Compton Scattering）
根據(jù)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論，在入射X射線的交變電磁場作用下，原子中的電子受迫振動(dòng)，會輻射出次級輻射。這種次級輻射產(chǎn)生的X射線與入射X射線的能量（波長）相同，即不變質(zhì)散射（彈性散射）。重元素的核外電子多，容易產(chǎn)生瑞利散射。因此，一個(gè)重元素為主的樣品，瑞利散射線比較明顯。
瑞利散射是X射線衍射的物理基礎(chǔ)。
入射的X射線光子與原子的外層電子發(fā)生碰撞，光子將一部分能量傳遞給電子，使之獲得一定的能量，成為散射電子。而入射的X射線碰撞后，能量減小并改變方向，即變質(zhì)散射（非彈性散射）。輕元素的外層電子結(jié)合能小，容易產(chǎn)生康普頓散射。因此一個(gè)輕元素為主的樣品，康普頓散射線比較明顯。
↑ Compton （康普頓）
石墨樣品的X射線光譜圖：
位于光管上方的濾光片可以減小散射線的影響。
200μm或300μm厚的Cu濾光片可以吸收Rh靶特征譜線，消除Rh的特征譜線散射線對Rh附近元素（Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）的干擾。 不同厚度的Al濾光片可以吸收光管軔致輻射（連續(xù)譜），減小散射線的信號，降低背景，改善微量元素的檢出限。
在測量輕基體中的痕量重元素時(shí)，可以將Rh Kα的康普頓散射線作為內(nèi)標(biāo)線，來校正基體效應(yīng)。地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“DZ/T 0279.1-2016 區(qū)域地球化學(xué)樣品分析方法 第1部分：三氧化二鋁等24個(gè)成分量測定 粉末壓片-X射線熒光光譜法”，建議用Rh靶康普頓散射線校正多個(gè)元素的元素間的基體效應(yīng)。 無標(biāo)樣定量分析方法
分析結(jié)果的可靠性判據(jù)
擬合輕基體的化合物分子式
康普頓比率（Compton Ratio），通過樣品中各元素的濃度計(jì)算出理論康普頓線強(qiáng)度，將這個(gè)理論強(qiáng)度與實(shí)測的強(qiáng)度進(jìn)行比較。
可以通過計(jì)算康普頓比率來判斷無標(biāo)樣定量分析結(jié)果的可靠性。康普頓比率接近1，說明本次無標(biāo)樣分析結(jié)果較可靠。一般來說，當(dāng)比率在0.7~1.4之間，可以認(rèn)為該比率比較接近1。 如果理論強(qiáng)度與實(shí)測強(qiáng)度相差較大，比率大于1，說明樣品的平均原子序數(shù)偏小，即這次分析的基體偏輕；比率小于1，說明樣品的平均原子序數(shù)偏大，即基體偏重。
輕基體中C、H、O、N的含量不同，康普頓散射線的強(qiáng)度有明顯變化。
XRF不能分析H、He、Li。 超輕元素Be、B、C、N、O，由于熒光產(chǎn)額低，特征譜線的能量小，受樣品表面狀態(tài)的影響大，不容易測量準(zhǔn)確。
采用無標(biāo)樣定量分析方法分析有機(jī)樣品時(shí)，如果不知道該有機(jī)物的分子式，可以通過擬合有機(jī)物的分子式，或樣品中C、H、O、N等輕元素的含量，以使康普頓比率接近1：
可以獲得相對準(zhǔn)確的有機(jī)物分子式，提高基體效應(yīng)校正的準(zhǔn)確性。
可以擬合有機(jī)物中O的含量。
