Выбираем материал анода рентгеновской трубки

В описаниях РФА спектрометров различных производителей можно увидеть такой параметр, как материал анода рентгеновской трубки. Что это, как и на что влияет и как сделать правильный выбор? 

Наиболее часто в рентгенофлуоресцентном анализе используются трубки с серебряным (Ag), родиевым (Rh), вольфрамовым (W) или золотым (Au) анодом. Материал анода определяет спектр возбуждения анализатора, который состоит из двух компонентов – непрерывного тормозного спектра и характеристических линий материала анода (рис. 1)  

Оба компонента могут быть использованы для возбуждения интересующих элементов. Чтобы анализировать определенный элемент периодической таблицы наилучшим образом, спектр возбуждения должен иметь достаточно высокую интенсивность в диапазоне несколько выше края поглощения элемента, и при этом низкий фон в диапазоне характеристических линий этого элемента.  

В области высоких энергий спектр рентгеновской трубки полностью состоит из тормозного излучения. Интенсивность тормозного излучения тяжелых элементов (W, Au) гораздо выше, чем Ag или Rh, поэтому для анализа элементов с энергиями линий от 20 кэВ и выше трубки с W или Au анодом всегда будут давать лучшие результаты. 

Характеристические линии материала анода имеют высокую интенсивность и могут быть с успехом использованы для возбуждения элементов с более низкими энергиями. При этом соотношение сигнал/фон в спектре флуоресценции будет лучше, чем при возбуждении только тормозным излучением трубки. Так например, возбуждение K-линиями серебра или родия отлично подходит для анализа элементов в диапазоне от железа до молибдена. 

Однако, характеристические линии рентгеновской трубки могут перекрываться с линиями элементов анализируемого образца, что будет препятствовать их анализу. В частности, линии вольфрама и золота перекрываются с характеристическими линиями целого ряда металлов, входящих в состав большинства сталей и сплавов. Линия серебра в спектре возбуждения не позволяет анализировать содержание серебра в образце. 

Ниже приведём общие рекомендации по выбору материала анода рентгеновской трубки. 

Трубки с серебряным анодом наиболее часто используются в РФА спектрометрах устаревших моделей. Это обусловлено использованием программного обеспечения от старых спектрометров, в которых в качестве источника возбуждения применялся изотоп Cd 109 с аналогичным спектром. Линия серебра с энергией 22.1 кэВ хорошо возбуждает элементы от хрома до молибдена, а L-серия серебра с энергией в районе 3 кэВ может быть использована для возбуждения легких элементов от алюминия до серы. Однако анализ низких содержаний магния с такой трубкой невозможен из-за перекрытия с одной из линий серебра. Также невозможен анализ серебра в образцах. 

Трубка с родиевым анодом близка по спектру к трубке с серебряным анодом, однако лишена перечисленных выше недостатков. В свою очередь, такая трубка не может применяться для анализа содержания родия, что важно для некоторых приложений, например анализ автомобильных катализаторов или ювелирных изделий. 

Трубка с золотым анодом обеспечивает примерно в два раза более высокую интенсивность тормозного излучения, чем родиевая или серебряная. Она отлично подходит для анализа элементов с энергиями линий выше, чем у серебра. При этом характеристические линии золота достаточно низкоэнергетические и могут быть легко отфильтрованы с целью получения чисто тормозного спектра возбуждения. К сожалению, такая трубка не подходит для анализа легких элементов. 

Вольфрамовая трубка очень похожа на золотую по своим параметрам. Кроме вышеперечисленного, она, также, позволяет проводить анализ содержания золота в образце. 

Если вы не знаете точно какая трубка будет наиболее подходящей для решения ваших задач, заполните форму и получите бесплатную рекомендацию от наших специалистов.