Was ist EDRFA-Spektroskopie?
Die EDRFA (energiedispersive Röntgenfluoreszenz) ist ein zerstörungsfreies Analyseverfahren, das eine schnelle qualitative und quantitative Element-Analyse eines breiten Spektrums von Matrizen ermöglicht, von wenigen ppm bis zu hohen Gewichtsprozentkonzentrationen. Sie ist eine gängige Form der Röntgenfluoreszenz (RFA), da sie eine schnelle, zuverlässige und wirtschaftliche Lösung für die Bestimmung der Elementzusammensetzung bietet. Die EDRFA erfüllt viele analytische Anforderungen - von der Prüfung und dem Screening von Ölen und Flüssigkeiten bis hin zur Analyse von Feststoffen, Metallen, Polymeren, Pulvern, Pasten, Beschichtungen und Dünnschichten - und ist dabei budgetschonend und benötigt nur wenig Platz im Labor oder in der Prüfeinrichtung.
Viele Branchen und Organisationen nutzen EDRFA-Geräte von Rigaku, um ihre analytischen Anforderungen zu erfüllen. Die Anwendungen reichen von der industriellen und innerbetrieblichen Qualitätssicherung bis hin zu Forschung und Entwicklung, Landwirtschaft, Bergbau und mehr. Applied Rigaku Technologies stellt den Anwendern fortschrittliche, qualitativ hochwertige EDRFA-Analysatoren zur Verfügung und bietet kundenorientierte Lösungen und Unterstützung, die durch Rigaku-Innovationen und jahrelange EDRFA-Erfahrung unterstützt werden.
EDRFA-Geräte sind einfach zu bedienen und im Vergleich zu anderen Technologien kostengünstig. Die Probenvorbereitung ist minimal, und da die EDRFA ein zerstörungsfreies Verfahren ist, werden die Proben konserviert und nicht zerstört. Sie ist eine hervorragende Option für viele Branchen und Anwendungen.
- EDRFA ist eine zerstörungsfreie Analysetechnik, die eine schnelle Multi-Element-Analyse in einer Vielzahl von Matrizen ermöglicht.
- EDRFA kann je nach Anwendung Natrium bis Uran messen.
- EDRFA-Systeme sind einfach zu bedienen, erfordern wenig bis gar keine Probenvorbereitung und bieten niedrige Betriebskosten.
- EDRFA-Anwendungen reichen von der industriellen und innerbetrieblichen Qualitätssicherung bis hin zu Forschung und Entwicklung und vielen anderen Bereichen.
- Bei der EDRFA werden die Röntgenenergien der nachgewiesenen Elemente gemessen.
Wie funktioniert die EDRFA?
Die EDRFA ist eine spektroskopische Technik, die auf der Röntgenanregung einer Probe beruht. Röntgenstrahlen sind Teil des elektromagnetischen Spektrums, ähnlich wie sichtbares und UV-Licht, aber Röntgenstrahlen haben höhere Energien und können Probenmaterialien durchdringen. Bei der EDRFA durchdringen die Röntgenstrahlen der Quelle das Material, wodurch es zu einer Fluoreszenz einzigartiger Röntgenstrahlen mit den für die in der Probe vorhandenen Elemente charakteristischen Energien kommt.

EDRFA-Spektrometer von Rigaku verwenden Röntgenstrahlen im Energiebereich von 1 bis 65 keV und nutzen den photoelektrischen Effekt zur Bestimmung der Elementzusammensetzung. Dieser Effekt tritt auf, wenn einfallende Röntgenstrahlen Atome in einer Probe bestrahlen und das Probenmaterial Energie in Form von Röntgenstrahlen anregt und fluoresziert. Bei diesem Phänomen werden Elektronen aus den inneren Atomorbitalen herausgeschleudert, wodurch ein Elektron aus einem Orbital mit höherer Energie in das Orbital mit niedrigerer Energie übergeht und die freie Stelle dort füllt. Die überschüssige Energie wird als Röntgenstrahlung emittiert, und das Spektrometer zählt und misst die Energien dieser von der Probe emittierten Röntgenstrahlen. Diese Energieunterschiede zwischen den einzelnen Schalen sind für ein bestimmtes Element immer gleich, so dass das Spektrometer die in der Probe enthaltenen Elemente identifizieren und quantifizieren kann.
Wenn Elektronen von den äußeren in die inneren Atomschalen fallen, erzeugen diese Röntgenübergangslinien Spitzen in einem Spektrum. Jede Übergangslinie erzeugt einen Peak bei einer bestimmten Energie im Spektrum des Elements.

Die Entwicklung der EDRFA-Technologie
Im Laufe der Jahre hat sich die RFA immer mehr zum bevorzugten Analyseinstrument für die Messung der Konzentration atomarer Elemente in einer Vielzahl von Materialien entwickelt. Dank kontinuierlicher Weiterentwicklung und revolutionärer Durchbrüche bei Röntgenquellen, Optik und Detektortechnologien ist sie zu einer leistungsfähigen quantitativen Technik geworden.
Von der Einführung kommerzieller wellenlängendispersiver Röntgenfluoreszenzspektrometer (WDRFA) Mitte der 1950er Jahre bis zur Entwicklung energiedispersiver Röntgenfluoreszenzgeräte (EDRFA) in den frühen 1970er Jahren war die zunehmende Verfügbarkeit erschwinglicher Rechenleistung entscheidend für die Attraktivität und Akzeptanz der RFA-Technik. Mit der weit verbreiteten Verfügbarkeit und Nutzung des Personal Computers (PC) als Industriestandardplattform Mitte der 1980er Jahre wurden RFA-Techniken leichter zugänglich und boten eine kostengünstigere Alternative zu früheren Analysetechniken der Atomspektroskopie.
Heute, mit den neueren Entwicklungen in der EDRFA, bieten RFA-Spektrometer ein neues Maß an analytischer Empfindlichkeit und Benutzerfreundlichkeit für die RFA-Technologie.

Seit Glocker und Schreiber 1928 erstmals die Verwendung eines primären Röntgenstrahls zur Anregung von Fluoreszenzstrahlung aus der Probe vorschlugen, wurde ein umfangreiches Wissen über Röntgenfluoreszenzspektroskopie-Instrumente, Software und Probenvorbereitung entwickelt. Die folgenden Links behandeln die praktische Anwendung der RFA sehr detailliert:
- Quantitative X-ray Spectrometry
Von Ron Jenkins, R. W. Gould und Dale Gedcke - Principles and Practice of X-Ray Spectrometric Analysis
Von Eugene P. Bertin - X-Ray Spectrometry: Recent Technological Advances
Von Kouichi Tsuji, Jasna Injuk und René Grieken - X-Ray Spectroscopy in Environmental Sciences
Von Vlado Valković - Handbook Of Practical X-Ray Fluorescence Analysis
Von B. Beckhoff, N. Langhoff, B. Kanngiefer, R. Wedell und H. Wolff - Handbook of X-Ray Spectrometry
Von René Grieken und Andrzej Markowicz - X-Ray Based Methods of Analysis (Comprehensive Analytical Chemistry)
Von Koen Janssens - Preparation of Specimens
Von Victor E. Buhrke, Ron Jenkins und Deane K. Smith - Wikipedia: Röntgenfluoreszenz
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