XRFspectrometrie

XRF-Spektrometrie (englisch X-ray fluorescence spectrometry) ist eine analytische Methode zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung eines Materials durch Messung der charakteristischen Röntgenstrahlung, die entsteht, wenn ein Probenmaterial durch Röntgenstrahlung angeregt wird. Die Methode ist nahezu nicht destruktiv, schnell und eignet sich für eine breite Palette von Proben.

Prinzip und Varianten: Bei der Anregung werden innerste Elektronen aus Schalen der Atome herausgeschlagen; die Elektronen fallen in tiefere Schalen, wodurch charakteristische Röntgenlinien entstehen, deren Energie eindeutig dem jeweiligen Element zugeordnet ist. Die Auswertung erfolgt entweder energiespektral mittels EDX/EDS oder wellenlängendispersiv mittels WDX.

Instrumentation und Kalibrierung: Die Messung erfolgt mit einer Röntgenquelle (z. B. gekapselte Röntgenröhre), Probenaufbereitung (Pellets, Schichten, Flüssigkeiten) und Detektoren. EDX/EDS-Detektoren messen die Energie der emittierten Photonen; WDX nutzt Kristall-Analyser zur Dispersion. Zur Quantifizierung kommen Verfahren wie die Fundamental-Parameter-Methode oder empirische Kalibrierungen zum Einsatz; Matrixeffekte wie Absorption, Streuung und Probenhomogenität müssen berücksichtigt werden. Proben sollten geeignet vorbereitet und homogen sein, damit die Ergebnisse zuverlässig sind.

Anwendungen und Vor- und Nachteile: Angewendet wird XRF in Metall- und Legierungsanalyse, Mineralogie und Geochemie, Umweltanalytik, Kunst- und Kulturgüterschutz, Halbleiter- und Bauwerkstoffmesstechnik. Vorteile sind Schnelligkeit, geringe Probenvorbereitung und Mehrfachanalyse; Nachteile betreffen meist höhere Nachweisgrenzen für leichte Elemente sowie potenzielle Interferenzen durch Überlagerung von Linien und die Notwendigkeit sorgfältiger Kalibrierung.