Čo je to XRF analýza a načo sa používa?

XRF analýza je analýza chemických prvkov, ktorá využíva interakciu röntgenového žiarenia s hmotou. Skúmaný materiál je zložený z atómov rôznych prvkov. Ruhterfordov model (na Rutherfordov model nadvazuje Bohrov model atómu ktorý vysvetluje stabilitu a energetické hladiny) chápe zloženie atómu prvku ako jadro okolo ktorého "obiehajú" elektróny, ktoré sú rozdelené do hladín s charakteristickými energiami. Kedže atóm je v tejto konfigurácii stabilný, nevyžaruje žiadne elektromagnetické žiarenie. Zmena nastane ak stabilný atóm interaguje s vysokoenergetickým žiarením (v tomto prípade röntgenovými lúčmi - nazývajú sa aj primárne RTG lúče). Röntgenové žiarenie má dostatočnú energiu na to aby "vyrazilo" elektrón zo subvalenčnej vrstvy (K,L,M,N vrstvy). Vyrazený elektrón zanechá za sebou prázdne miesto (vakanciu), ktoré je okamžite zaplnené elektrónom z hladiny s vyššou energiou (vyrazený elektrón z K vrstvy je nahradený elektróonom z L vrstvy). Rozdiel v energiách ktorý vzniká s prácou spojenou s prestupom medzi hladinami týchto elektrónov je vyžiarený vo forme sekundárneho RTG žiarenia (tento proces nazývame röntgenovou florescenciou - XRF).

Kde sa XRF analýza využíva?
Vďaka opísanej charakteristike a rôznym možnostiam je táto analýza využívaná na kvalitatívnu (semikvantitatívnu a v špeciálnych prípadoch kvantitatívnu) analýzu chemického zloženia. Analýzou sme schopný detekovať atómy prvkov s atómovými číslami od 11 do 92 (Na až U). V rámci kovových materiálov je analýza známa pre rýchle stanovenie prítomnosti prvkov, napríklad v zberniach kovového šrotu - viď. pištolové analyzátory. XRF analyzátory sa často používajú pre svoju komplexnosť pri určovaní prvkov v horninách. XRF analyzátory so špecificky stanovenou metódou merania sú často používané v manažmente kvality a to najmä z dôvodu možnosti pracovať so zariadením zaškoleným operátorom bez špeciálneho vzdelania.

Výhodou tejto analýzy je možnosť analyzovať práškové materiály (s určitými obmedzeniami), predpokladom je ale výber vzorky s homogénnym chemickým zložením v celom objeme. Okrem pevných materiálov je možné analyzovať kvapalné vzorky, to znamená roztoky skúmaných látok. Metóda merania je nedeštruktívna a preto sa používa aj pri meraní v rámci archeometrie (článok o archeometrii sme priniesli dávnejšie). Metóda nedokáže rozlišovať medzi jednotlivými izotopmi látky a nedokáže rozlíšiť ani medzi látkami v rôznych valenčných stavoch (iónmi).

Špecialisti poväčšinou berú určené chemické zloženie z tejto metódy ako orientačné. Technické a strojové vybavenie je však ďaleko jednoduchšie ako iné metódy a požiadavky na operátora sú vzhľadom na vytvorenú metodiku merania minimálne.