Reflexão totalFluorescência de raios X(TXRF) é uma técnica de análise de elementos de superfície comumente usada para analisar partículas, resíduos e impurezas em superfícies lisas.

TXRF é essencialmente um dispersivo de energiaXRF tecnologia com geometria de reflexão especial. O feixe incidente atinge o suporte de amostra plano, e o ângulo de pastagem é menor que o ângulo crítico da reflexão externa total dos raios X, fazendo com que a maioria dos fótons do feixe excitado reflitam nesta superfície. A amostra é tipicamente uma substância muito fina depositada em um suporte e vista em um ângulo muito pequeno.

O TXRF pode ser dividido em:

1. Análise química: A amostra é geralmente submetida a tratamento químico, incluindo suspensão, dissolução, mineralização, pré-concentração e separação

2. Microanálise: análise de uma pequena quantidade de amostras (geralmente um pequeno número de partículas). Nesse sentido, o TXRF é uma ferramenta importante em áreas como arqueologia e perícia forense.

3. Análise de superfície: TXRF fornece análise instantânea da composição química de superfícies planas.

1. fenômeno de reflexão

Os raios X, como qualquer outra onda eletromagnética, viajam ao longo de uma trajetória reta em qualquer meio uniforme (transparente). No entanto, se oFeixe de raios Xatingir a superfície limite do segundo meio durante a propagação, ele se desviará da direção original. A natureza deste desvio depende da energia do fóton, da natureza do meio que constitui a interface e do ângulo da luz incidente. Sob certas condições, o feixe de luz pode ser dividido, ou seja, parte dele é refletida de volta para o primeiro meio e o restante é refratado para o segundo meio.

1. Fenômeno de reflexão total

Ao contrário das propriedades dos fótons de luz visível, porraios X, qualquer meio tem uma densidade menor que o vácuo, e qualquer sólido tem uma densidade óptica menor que o ar, o que faz com que o feixe refratado se desvie em direção à interface. Nesta lógica, pode-se observar que existe um ângulo crítico mínimo α1 = αcrit como condição para que a refração ocorra. Para ângulos de α1 menores que αcrit, nenhum feixe de luz pode ser refratado na interface do meio 2 como um espelho ideal que reflete completamente o feixe de luz incidente de volta ao meio 1, um fenômeno chamado reflexão total.

2. Ângulo Crítico em reflexão total

Conclusão:

（1） Um fóton de uma determinada energia é totalmente refletido apenas em uma certa incidência rasante, ou seja, em um ângulo crítico.

（2）Um refletor ajustado em um ângulo específico refletirá apenas uma parte dos fótons de um feixe multicolorido, ou seja, aqueles cuja energia atende às condições para reflexão total.

3. Reflexão total do filtro passa-baixa

Como o ângulo de reflexão total depende da energia do fóton, o feixe espectral de excitação pode ser modificado usando este efeito. Ao eliminar fótons de alta energia do espectro de excitação, sua contribuição para o fundo espectral medido pode ser minimizada, alcançando assim melhores limites de detecção.

Desta forma, a reflexão total pode ser usada para"filtrar"fótons com energias superiores a um determinado valor em raios X de luz branca.

2. Configurações básicas de TXRF

Normalmente, os espectrômetros TXRF vêm em vários designs diferentes, mas para uso geral em laboratório, eles geralmente são baseados no uso de tubos de raios X. O feixe colimado multicolorido de um dispositivo convencionalTubo de raios X é redirecionado pelo primeiro refletor, fazendo com que o espectro principal mude. Para a maioria das aplicações, um bloco de vidro de quartzo polido plano é suficiente para atuar como um filtro passa-baixa para remover fótons de alta energia (ou seja, truncamento) no espectro contínuo de Bremsstrahlung. Alternativamente, o primeiro refletor pode ser substituído por um dispositivo semelhante a um monocromador. Algumas estruturas monocristalinas ou multicamadas podem atuar como refletores de Bragg.

Somente o feixe refletido neste"modificador espectral"é permitido atingir o suporte da amostra em uma incidência rasante em um ângulo menor do que aquele que garante a reflexão total da energia de excitação principal. O porta-amostras pode conter algum material de amostra ou pode ser o próprio objeto que está sendo analisado.

A radiação de raios X gerada a partir da amostra é então analisada por um detector de sólidos com dispersão de energia, geralmente um detector de Si (Li). Como a seção transversal de espalhamento é mínima a 90°, o detector é geralmente instalado no plano de sua janela incidente paralelo à amostra, minimizando assim o fundo de espalhamento do espectro. A distância até a amostra é reduzida para cerca de 1 mm para garantir que a radiação fluorescente seja detectada dentro de um grande ângulo sólido. Os sinais medidos são classificados por amplitude de intensidade (proporcional à energia do raio X) em um analisador multicanal para obter um espectro de energia dispersiva.

三、TXRF para fins de análise de rastreamento

TXRF é uma técnica de análise multielementar flexível e econômica.Pode ser usado como ferramenta analítica para amostras vestigiais, como pequenas partículas depositadas no transportador de amostras.Tem sido efetivamente aplicado à análise de traços de elementos em vários campos da análise de relógio.Devido à melhoria da relação sinal-ruído, o limite de detecção do instrumento geralmente está na faixa pg ou ng/mL.Como a camada de amostra é muito fina,análise quantitativanão é suscetível à influência da matriz (nenhuma correção para efeitos de atenuação ou aprimoramento é necessária)