Возможности проведения количественного анализа

Элементная чувствительность

Х-переходы могут наблюдаться для всех элементов с большим атомным числом, чем у Ве, но на практике перечень доступных элементов ограничен чувствительностью детектора. Старые анализаторы определяют элементы для К-серии, начиная с Na, новые – начиная с О.

Т.к выход рентгеновских квантов растет с ростом зарядового числа, то метод ориентирован в первую очередь на определение тяжелых элементов. Чувствительность метода лежит в области порядка 1 ат. %.

Сигнал детектора формируется следующим образом:

Электронные вакансии могут создаваться не только в результате взаимодействия с потоком электронов, но также под действием рентгеновского излучения с энергией большей, чем энергия связи электронов в определяемых атомах.

Наличие примеси более тяжелого элемента приводит к генерации излучения, способного создавать дополнительное число вакансий. Так как рентгеновское излучение лучше проникает в твердое тело, чем пучок электронов, то в результате генерация рентгеновского излучения от определяемого элемента выходит за пределы области .

Несмотря на такую сложную связь между Y и N, всё-таки был разработан метод эмпирических поправок, позволяющий проводить абсолютный количественный анализ в форме атомных процентов. Однако, эти данные справедливы, если работа ведется с гомогенным образцом. Любая гетерогенность приводит к неправильному результату.

Ещё один фактор, затрудняющий количественный анализ в случае Х-флуоресценции, – наличие тормозного излучения. Движение налетающих частиц с отрицательным ускорением сопровождается электромагнитным испусканием в широком спектральном диапазоне. Высокоэнергетический край этого спектра совпадает с энергией налетающих частиц. Таким образом, происходит регистрация спектра на фоне тормозного излучения.

Всё это дает не очень большое соотношение сигнал – шум, что и задает нижний предел определения примесей в образце на уровне 1 ат. %.

Интенсивность тормозного излучения резко уменьшается с увеличением массы налетающей частицы, поэтому переход от электронов к протонам резко снижает уровень шума и повышает чувствительность определения. Этот метод известен как Particle Induced X-ray Emission (PIXE).

Существуют варианты, обеспечивающие сканирование поверхности с разрешением порядка 10 мкм протонным пучком, и метод характеризуется высокой элементной чувствительностью. Так как есть возможности вывода потоков протонов в воздушную фазу, то метод может быть распространен на различные образцы, которые не могут быть изучены в вакууме, в том числе, биологические.