La fluorescence X à dispersion d’énergie (EDXRF), communément appelée fluorescence X ou XRF, est une méthode rapide et non destructive utilisée pour mesurer la composition élémentaire d’un matériau. Mais comment cette technologie fonctionne-t-elle?
Dans cet article, nous exposerons les fondements scientifiques de la technologie XRF et expliquerons le fonctionnement de celle-ci dans les analyseurs XRF à main.
Fondements scientifiques de la technologie XRF à dispersion d’énergie
L’énergie des rayons X est à la base de techniques de mesure judicieuses, et c’est grâce à elle que la technologie par fluorescence X à dispersion d’énergie peut identifier des métaux et des éléments présents dans un objet : elle détecte leurs énergies d’émission caractéristiques.
Voici une explication détaillée du processus :
Fondamentalement, tous les éléments présentent un nombre fixe d’électrons disposés en orbitales atomiques autour de leur noyau. Lorsque les photons du tube à rayons X frappent l’objet analysé avec suffisamment d’énergie pour arracher les électrons des orbitales les plus profondes, les atomes deviennent instables.
Afin de rétablir la stabilité, les électrons des orbitales externes viennent combler les espaces nouvellement vacants des orbitales internes. Lorsqu’un électron passe d’une orbitale externe à une orbitale interne, il émet une énergie photonique connue sous le nom de « fluorescence des rayons X ». Cette libération d’énergie est illustrée dans l’image ci-dessous.
Cette énergie est déterminée par les différentes énergies qu’un électron individuel produit en passant de son orbitale initiale à son orbitale finale.
La quantité d’un élément présent dans un objet se calcule en mesurant l’intensité du signal associé à l’énergie caractéristique de cet élément. Par exemple, si un objet analysé contient du plomb (Pb), un signal XRF sera détecté à 10,55 et à 12,61 keV, et la quantité de plomb sera déterminée en établissant le rapport entre l’énergie (E) et l’intensité (I).
Fonctionnement des analyseurs XRF à main
Maintenant que vous connaissez mieux les fondements scientifiques de la technologie XRF, vous vous demandez peut-être comment fonctionne cette technologie lorsqu’elle est intégrée aux analyseurs XRF à main, comme ceux de notre populaire gamme Vanta™.
Le processus que suivent les analyseurs XRF se divise en quatre étapes simples :
1. Émission
Premièrement, l’analyseur émet des rayons X.
2. Excitation
Deuxièmement, les rayons X frappent les éléments contenus dans l’échantillon, lesquels émettent alors une fluorescence qui revient vers le détecteur à rayons X de l’analyseur.
3. Mesure
Troisièmement, le détecteur mesure le spectre d’énergie. Les énergies détectées indiquent à l’analyseur quels éléments sont présents dans le matériau et en quelle quantité. Sachez que les analyseurs XRF d’Olympus ne peuvent pas mesurer tous les éléments du tableau périodique. Généralement, ils peuvent mesurer les éléments allant du phosphore (P) au plutonium (Pu).
4. Résultats
Finalement, l’Axon Technology™ d’Olympus traite le spectre d’énergie et affiche la composition élémentaire de l’échantillon analysé. Dans le cas des métaux, la composition élémentaire est mise en correspondance avec une nuance en particulier.
Comment ces résultats XRF peuvent-ils être utilisés?
Les analyseurs XRF effectuent des calculs complexes afin que vous puissiez vous concentrer sur l’obtention rapide de résultats exacts au moment et à l’endroit souhaités. Ces résultats d’analyse élémentaire et d’identification d’alliages obtenus rapidement peuvent servir à un vaste éventail d’applications. Voici quelques applications XRF courantes :
- Vérification de matériaux
- Recyclage de ferraille
- Exploitation minière et géochimie
- Évaluation environnementale
- Enseignement
- Vérification de conformité aux exigences réglementaires et aux normes de sécurité
- Analyse de métaux précieux
Pour en apprendre davantage sur la technologie XRF, consultez la page Foire aux questions sur la fluorescence X (XRF).
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