Xröntgenspektroskopie

Röntgenfluoreszenzspektroskopie, oft abgekürzt als XRF, ist eine zerstörungsfreie Analysemethode zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung einer Probe. Das Prinzip beruht auf der Anregung von Atomen in der Probe durch energiereiche Röntgenstrahlung. Wenn ein Röntgenphoton mit einem inneren Elektron eines Atoms kollidiert, kann dieses Elektron aus seiner Bahn geschlagen werden. Dadurch entsteht ein Vakuum im Atom, das durch ein Elektron aus einer äußeren Schale aufgefüllt wird. Dieser Übergang ist mit der Emission eines Photons einer charakteristischen Energie verbunden, die dem Energiedifferenz zwischen den beiden Schalen entspricht. Diese emittierten Photonen, auch Fluoreszenzstrahlung genannt, sind für jedes Element einzigartig und ermöglichen so dessen Identifizierung.

Die Intensität der Fluoreszenzstrahlung ist proportional zur Konzentration des jeweiligen Elements in der Probe. Moderne Röntgenspektrometer können diese Fluoreszenzstrahlung detektieren und quantifizieren, wodurch die elementare Zusammensetzung der Probe bestimmt werden kann. XRF wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, darunter Materialwissenschaften, Umweltschutz, Archäologie, Geologie und Qualitätskontrolle in der Industrie. Die Methode ist relativ schnell und erfordert oft nur minimale Probenvorbereitung. Sie kann sowohl für feste als auch für flüssige Proben angewendet werden, wobei die Nachweisgrenzen je nach Element und Matrix variieren können. Die Anregung erfolgt typischerweise mit einer Röntgenröhre, und die Detektion der emittierten Photonen erfolgt mit verschiedenen Arten von Detektoren.