엑스선형광분석(XRF) 원리

관리자
2024-02-16
조회수 53

X선형광분석(X-ray Fluorescence Spectrometer)은 무기원소에 대한 정량, 정성분석이 가능하며 샘플의 두께 측정이 가능합니다. 샘플에서 발생한 여러 파장의 형광에너지가 Collimator를 통과해 Crtsral(d)로 이동하게 되면 특정 파장은 브래그 법칙에 따라 상쇄간섭이 일어나 소멸되거나 보강간섭에 의해 증폭되어 검출기로 보내집니다. 특정한 θ값에서만 보강간섭이 일어나 검출기로 들어가게 되고 Crystal과 Detector는 θ값을 조절하기 위해 일정한 각도대로 움직이는 Goniometer형태를 갖추고 있으므로 θ값 조절을 통해 검출기로 들어가는 형광의 종류를 결정하므로 정성분석이 가능하고 detector에서 카운트를 통해 정량분석이 가능합니다.

 

 브래그의 법칙(Bragg's Law)

결정과 같은 주기적인 구조를 가진 물질에 대해 일정한 파장의 빛을 다양한 각도에서 비춰주면, 어느 각도에서는 강한 빛의 반사가 일어나지만 다른 각도에서는 반사가 거의 일어나지 않는 것을 관측할 수 있다. 이것은 물질을 구성하는 원자에 의해 산란된 빛이 결정구조의 반복에 의해 강해지거나 약해지기 때문이다. 브래그의 법칙은 빛의 파장과 결정구조의 폭 혹은 반사면과 광선이 이루는 각도 사이의 관계를 설명한다. 

여기서, d는 주기 구조의 폭 θ는 결정면과 입사된 빛 사이의 각도, λ는 빛의 파장 n은 정수이다. 이 조건이 만족될 경우 빛은 회절한다. 단 입사각과 반사각은 같다. 위 그림은 단색광(하나의 파장으로 이루어진 빛)일 경우를 나타내고 있다. 하지만 백색광(여러 파장이 섞인 빛)이라도 같은 효과를 체험할 수 있다. 실제로, 콤팩트 디스크의 표면에 백색광인 햇빛을 비추면 무지개빛 무늬를 확인할 수 있으며, CD의 방향을 바꿔서 관찰하면 각도에 따라 정해진 빛이 반사되고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 다양한 파장을 가진 빛 중에 그 각도에서 브래그 법칙을 만족하는 빛만이 강하게 반사되고 있기 때문이다.


0 0