طیف سنجی فلورسانس پرتو ایکس (XRF)

اصول عملکرد دستگاه XRF:
در طیف سنجهای XRF، اشعه ایکس توسط یک منبع تولید و به نمونه تابیده می‌شود. در بیشتر موارد منبع یک لوله اشعه ایکس (X-Ray Tube) است اما گاهی اوقات نیز از سنکترون  (Synchrotron) یا یک ماده رادیواکتیو به عنوان منبع استفاده میشود. عناصر موجود در نمونه در اثر این تابش، اشعه ایکس فلورسانس با انرژی گسسته (به صورت نور) از خود ساطع می نمایند که این اشعه برای هر عنصر مشخص و جزء خواص آن می باشد.
انرژی های ساطع شده معادل رنگ ها متفاوت هستند. با اندازه گیری این انرژی ساطع شده از نمونه (اندازه گیری رنگ) می توان تعیین کرد که کدام عناصر در نمونه وجود دارد. این مرحله را اصطلاحا مرحله تحلیل کیفی می گویند. در مرحله بعد با اندازه گیری شدت انرژی ساطع شده (شدت رنگ ها) می توان مقدار هریک از عناصر موجود در نمونه را مشخص کرد. این مرحله را اصطلاحا تحلیل کمی می گویند.

انواع دستگاه XRF:
دستگاه XRF به دو نوع  رومیزی  و پرتابل (قابل حمل) تقسیم می‌شود که مدل رومیزی معمولا دارای دقت بالاتر و مناسب فضای آزمایشگاه می باشد و مدل پرتابل با دقت پایین تر و مناسب تحقیقات میدانی و معدنی می باشد.

کاربردهای دستگاه XRF:
دستگاه XRF دارای رنج وسیعی از کاربرد ها می باشد. از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تجزیه و تحلیل عناصر موجود در خاک: تعیین کیفیت خاک، تعیین ارزش صنعتی خاک، کنترل محیط زیستی
صنایع معدنی: مواد اولیه وردی صنایع معدنی، کنترل پسماندها، کنترل میان-محصولات و محصولات خروجی
مواد شیمیایی و انرژی
صنایع سیمان: کنترل ترکیب عناصر مواد اولیه، محصولات- واسط و محصولات نهایی
صنایع سرامیک سازی: کنترل کیفیت در تولید
صنایع شیشه سازی
متالورژی مواد: کنترل کیفی و کمی عناصر آلیاژها و مواد اولیه
صنایع فولاد: کنترل کیفیت آهن های قراضه خریداری شده 
تحقیقات محیط زیستی: کنترل پس ماندها و کیفیت محیطی
داروسازی: کنترل کیفیت مواد اولیه و فرایندهای تولید
تحقیقات میدانی در حوزه های مختلف از جمله زمین شناسی: تعیین کیفیت سنگ های معدنی و سایر موارد مشابه

بخش های اصلی دستگاه و شماتیک کارکرد دستگاه:
منبع X-Ray
نگهدارنده نمونه 
کلیماتور(Colimator)
کریستال آنالیز کننده
دتکتور یا آشکار ساز
 

مزایا:
سریعترین تحلیلگر جهان (بازده بالای 400.000 اندازه گیر ی در هر ثانیه (CPS))  دارای بالاترین دقت وکمترین زمان اندازه گیری
محدوده تشخیص گسترده عناصر از سدیم  Na (Z=11)تا اورانیوم  U (Z=92)
طیف سنج های نوین با بهره گیری از ایجاد محیط های هلیومی، حساسیت آنالیز را پایین آورده اند و دقت در آنالیز عناصر سبکتر همچون(Na, Mg, Al, Si, P, S)  را بهبود بخشیده اند.
پایداری طولانی مدت کالیبراسیون و امکان جبران تغییرات دما و فشار محیطی
تعویض خودکار نمونه های و افزایش بهره وری
استفاده از دوربینهای CCD با وضوح بالا برای موقعیت یابی دقیق نمونه
آماده سازی راحت و هزینه اندک نگهداری
هزینه پایین آنالیزها

معایب:
محدودیت در اندازه گیری دقیق عناصر با عدد اتمی کمتر از 11
محدودیت در تشخیص ایزوتروپ های مختلف یک عنصر
محدودیت در تشخیص یون های مختلف یک عنصر
جمع‌بندی:
دستگاه  XRFیک ابزار کاربردی برای اندازه ‌گیری عناصر کمی و کیفی عناصر شیمیایی میباشد که با توجه به تنوع محصولات و طیف های اندازه گیری گسترده، کابرد وسیعی در بسیاری از صنایع دارد و به دلیل سرعت بالای آنالیز و هزینه پایین نگهداری، جایگیزینی مناسب برای روش های سنتی آزمایشگاهی می باشد.