Teoria de xrf (fluorecencia de los rayos x)

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  • Publicado : 26 de marzo de 2011
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Teoría de XRF (Fluorescencia de rayos X)

Familiarizándose con los principios.

1. Introducción.

Este cuadernillo da una introducción general a la espectrometría de la fluorescencia de rayos X (XRF), y el análisis de la XRF. Explica de manera simple cómo trabajar con un espectrómetro y como se realiza el análisis de la XRF. Está diseñado para personas nuevas en el análisis de la XRF. Seevita el uso de ecuaciones matemáticas de dificultad, el cuadernillo requiere solo conocimiento de matemáticas y física básica.

El cuadernillo no se dedica a un solo tipo de espectrómetro o una sola área de aplicación.

El capítulo 2 explica brevemente la XRF y sus beneficios. El capítulo 3 explica la física de la XRF, y el capítulo 4 describe cómo es aplicada a la espectrometría y suscomponentes. El capítulo 5 explica cómo el análisis de la XRF se realiza. En el él se describe el proceso de toma de la muestra, la medición de la muestra y el cálculo de la composición de los resultados de la medición.

Finalmente en el capítulo 6 se da una lista de literatura recomendada como información futura en el análisis de la XRF.

2. Qué es la XRF.

La XRF es un método analítico paradeterminar la composición química de todo tipo de materiales. El material puede ser sólido, líquido, en polvo, filtrado, o en alguna otra forma. La XRF puede también algunas veces ser usada para determinar el grosor y composición de las capas.

El método es rápido, exacto y no destructivo y usualmente requiere solo un mínimo de preparación de la muestra. Las aplicaciones son muy amplias e incluyen elmetal, el cemento, el aceite, polímeros, plásticos y la industria de la comida. Junto con minería, mineralogía y geología, así como el análisis ambiental, del agua y de materiales de desperdicio. La XRF es también muy utilizada en técnicas de análisis para investigaciones y farmacéutica.

Los sistemas de espectrometría pueden ser divididos en dos principales grupos:
➢ Sistemas de energíadispersiva (EDXRF)
➢ Sistemas de ancho de onda dispersivo (WDXRF).
Explicados con mayor detalle más adelante. Los elementos que pueden ser analizados y sus niveles de detección principalmente dependen de del sistema de espectrometría usado.
El rango de elementos para EDXRF va desde el Sodio al Urano (Na - U). Para WDXRF es más amplio, desde el Berilio hasta el Uranio. (Be – U). Los rangosde concentración van desde niveles por debajo de las partes por millón (ppm) a niveles del 100%. Hablando generalmente de elementos con un alto número atómico tienen un mejor límite de detección que los elementos más ligeros.

La precisión y reproducibilidad del análisis de la XRF es muy alto. Es posible lograr resultados muy precisos cuando hay disponibles buenos especimenes de estándares, perotambién en aplicaciones cuando no pueden ser encontrados estándares específicos.

El tiempo de medición depende del número de elementos a determinar y de la precisión requerida y puede variar entre unos cuantos segundos hasta 30 minutos. El tiempo de análisis después de la medición es de solo unos pocos segundos.

La figura 1 muestra un espectro típico de una muestra sólida medida con unEDXRF. Los picos son claramente visibles. La posición de los picos determina los elementos presentes den la muestra, mientras que el ancho de los picos determina las concentraciones.

Figura 1. Espectro típico de una muestra sólida medida con un espectrómetro EDXRF.

3. Bases de la XRF.

En la XRF, los rayos X producidos por una fuente se irradian a la muestra. En la mayoría de los casos lafuente de rayos X es un tubo, pero alternativamente puede ser un sincrotón, o un material radiactivo. El elemento presente en la muestra emitirá una radiación de rayos X fluorescente con energías discretas (equivalentes a los colores en la luz óptica) que es característico para ese elemento. Una energía diferente es equivalente a un diferente color. Midiendo las energías (determinando el color) de la...
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