Röntgenfluoreszcenciás berendezés 15-30 µm-es nyalábbal

µ -XRF

A röntgenfluoreszcencia alapját egy atom belső héján röntgenfoton által létrehozott ionizáció (gerjesztés), majd a keletkező vakancia (telítetlen elektron pálya) betöltődése során felszabaduló elektromágneses sugárzás (röntgenfoton formájában) adja. A keletkezett fluoreszcens jel energiája ujjlenyomat szerű - azaz adott elemre jellemző, így minőségi meghatározásra alkalmas, a keletkezett fotonok száma pedig mennyiségi analízist tesz lehetővé. A módszer nevében a µ (mikro) kifejezés a gerjesztő sugárzás méretére utal. Azaz jelenesetben a mintára eső sugárzás félérték szélessége 15-30 µm mérettartományban van. Mivel analitikai információ csak abból a térfogatból származik, amelyet megvilágítunk a gerjesztő sugárzással, így 15-30 µm felbontással van lehetőségünk elem térképek felvételére. 

Ez a felbontóképesség hol alkalmazható eredményesen? Példának okáért kulturális örökség kérdéskörében festmények, érmék, leletek vizsgálatánál köszönhetően, annak, hogy a laboratóriumi XRF módszerek roncsolásmentesek. Ásványok, kőzetek vizsgálatánál a fázisok azonosítására, diffúziós minták esetén, homogenitás vizsgálatoknál, orvosi alkalmazások, nyomozati minták stb... A rendszerünk nincs vákuum alatt így vákuum érzékeny minták is vizsgálhatók a periódusos rendszer 15-ös rendszámától (foszfor) felfelé.

2D térképezésre és µ-tomográfiára alkalmas berendezésünk alapvetően három egységből épül fel: minta manipulátor (4 szabadsági fok: x,y,z, theta) optikával csatolva, röntgenforrás és SDD detektor.

A mérés során a mintát felfogatjuk a manipulátorra (általában az adott feladathoz tervezett 3D nyomtatott mintatartóval) és fókuszáljuk. Kiválasztjuk a vizsgálni kívánt területet, majd meghatározzuk milyen felbontással van szükségünk elemtérképekre (hány pixelből álljon a térkép)és a térkép egy-egy pontján hány másodpercig szükséges mérnünk (mérési idő). Ezután a műszer berendezései egymással összehangolva elvégzik a térképezést és az egyes pontokban felvett spektrumokat egyedi azonosítóval elmentik. Ezután  az egyes spektrumokat kiértékelve (például PyMCA szoftverrel) elkészíthetők az elemtérképek.

 2022.07.26. Szerző: Czömpöly Ottó