röntgenfluorescentie

Röntgenfluorescentie, ook wel X-ray fluorescence (XRF) genoemd, is een analytische techniek voor het bepalen van de elementaire samenstelling van materialen. Het principe berust op het feit dat röntgenstraling elektronen uit de binnenste schillen van atomen kan verwijderen. Wanneer een kool- of buitenste schillen vullen, komen karakteristieke röntgenstralen vrij die karakteristiek zijn voor elk element. Door het energiespectrum van deze straling te meten, kan men aanwezigheid en concentratie van elementen bepalen.

Er bestaan twee hoofdtypen XRF-instrumenten: energy-dispersive XRF (EDXRF) en wavelength-dispersive XRF (WDXRF). EDXRF gebruikt detectors die het volledige energiespectrum tegelijk registreren, waardoor snelle multi-elementanalyse mogelijk is, maar vaak met lagere spectrale resolutie. WDXRF gebruikt kristallen om röntgenstralen te diffracteren volgens Bragg’s wet, waardoor een hogere resolutie en betere detectielimieten verkregen worden, zij het ten koste van langere analyse- en calibratietijden. Ook portable XRF (pXRF) bestaat, waardoor analyses in het veld kunnen plaatsvinden.

Toepassingen van XRF zijn breed: materiaalonderzoek en kwaliteitscontrole in de metallurgie, analyse van kunst- en antieke voorwerpen, geologische en minerale studies, milieuanalyse van bodems en sedimenten, en inspecties van bouwmaterialen. Het is meestal niet-destructief, maar vereist vaak stukken monster met passende oppervlakte en calibratie op basis van matrices. Lichte elementen zoals koolstof of waterstof zijn moeilijk te bepalen, en matrix- en randverschijnselen kunnen de kwantificering beïnvloeden.

De techniek heeft zich in de 20e eeuw ontwikkeld door verbeteringen in detectoren en diffractie-technieken en is nu een standaardtool in laboratoria en veldanalyses.