Количественный рентгено-флуоресцентный анализ.

В основе количественного РФСА лежит зависимость интенсивности аналитической линии от концентрации определяемого элемента в пробе.

Под интенсивностью спектральной линии понимают энергию N-ого числа фотонов определенной частоты, которые в единицу времени испускаются образцом. расположенным перпендикулярно к направлению падения первичных рентгеновских лучей.

(14)

I - интенсивность спектральной линии

N - число рентгеновских фотонов (одной длины волны), которые в одну секунду испускаются образцом в направлении детектора

h - энергия каждого фотона.

Рентгено-флуоресцентные спектры получают действием первичного рентгеновского излучения, идущего от рентгеновской трубки. Поэтому интенсивность линий в рентгено-флуоресцентном спектре пробы зависит от интенсивности первичного рентгеновского излучения.

Под интенсивностью первичного рентгеновского излучения в РФСА понимают энергию излучения, падающего в одну секунду на единицу поверхности образца, расположенного перпендикулярно к направлению падения излучения.

Следует различать интегральную и спектральную интенсивность. Под интегральной интенсивностью понимают интенсивность рентгеновского излучения не разложенного по длинам волн. Именно в таком виде излучение выходит из рентгеновской трубки и попадает на пробу. Это излучение представляет собой сумму непрерывного (тормозного) излучения и характеристического спектра материала анода рентгеновской трубки.

Интенсивность непрерывного спектра.

Интегральная интенсивность непрерывного излучения прямо пропорциональна силе тока и квадрату напряжения на рентгеновской трубке. С ростом атомного номера элемента анода Z интенсивность непрерывного спектра растет.

(15)

Непрерывный (тормозной) спектр имеет резкую границу в коротко-волновой части и плавное снижение интенсивности в длинноволновой. С увеличением напряжения на рентгеновской трубке длина волны коротковолновой границы непрерывного спектра _о уменьшается.

Спектральная интенсивность непрерывного спектра - интенсивность излучения определенной длины волны в непрерывном спектре. Спектральная интенсивность находится в линейной зависимости от напряжения на трубке.

Интенсивность характеристических линий первичного спектра.

Интенсивность данной спектральной линии, например, линии, соответствующей переходу KL, в значительной степени зависит от условий получения первичного спектра:

(16)

Где: F_k - вероятность ионизации (отрыва электрона из К-слоя), показывающая, сколько атомов анода ионизуется в одну секунду. Численная величина F_k зависит от напряжения на трубке U. С увеличением U растет кинетическая энергия электронов и они глубже проникают в анод. Поэтому увеличивается количество ионизованных атомов в сек. Увеличивается и количество атомов, совершающих переход KL, следовательно возрастает интенсивность рассматриваемой линии. Однако, если напряжение на трубке намного больше потенциала возбуждения К-серии U_k, то интенсивность линии может снижаться за счет того, что возможно поглощение фотонов при их выходе из анода.

Вероятность ионизации зависит также от силы тока, питающего катод. Чем больше сила тока, тем сильнее катод разогревается и тем больше электронов покинет катод и будет ионизировать атомы анода

g_K - статистический вес уровня К.

P_KL - вероятность перехода из состояния K в состояние L. (сколько атомов может совершить этот переход за одну секунду). Для данной линии величина постоянная.

₁ - угол падения пучка электронов на поверхность анода (обычно 90^о),

₂ - угол выхода рентгеновского излучения сквозь эту поверхность.

Z - порядковый номер элемента, из которого сделан анод рентгеновской трубки.

Следовательно абсолютная интенсивность характеристических спектральных линий возрастает с увеличением напряжения на трубке и силы тока на катоде и находится в линейной зависимости от заряда ядра материала анода.

Относительная интенсивность линий данной серии практически постоянна для всех элементов и для любого напряжения и силы тока (см. таблицу)

Относительная интенсивность основных линий K и L серий рентгеновского спектра.

Обозначение линии.	Относительная интенсивность	Обозначение линий	Относительная интенсивность.
К1	100	L1	100
К2	50	L1	50
К1	21	L2	20
К2	3	L2	11
		L1	10
		L3	6
		L3	2