Электронно-зондовый микроанализ

Как мы уже говорили, ионизирующее излучение может вызвать перемещение электрона с внутренней оболочки атома. Дальнейшая перестройка оболочки приводит к выделению кванта энергии – характеристического рентгеновского излучения. Для данного образца число испускаемых квантов с любой характеристической энергией (или длиной волны) зависит от концентрации присутствующего элемента.

В электронном зонде ионизирующее излучение представляет собой пучок электронов с высокой энергией, который генерируется внутри электронной пушки. Во многих отношениях колонна электронного зонда похожа на колонну просвечивающего электронного микроскопа. Колонна зонда содержит в себе электронную пушку, помещенную в камеру, в которой продуцируются электроны. В колонне прибора электроны фокусируются в узкий пучок с помощью магнитных линз (диаметр пучка около 1 мкм). Пучок фокусируется на образце, расположенном в специальной камере. Характеристическое рентгеновское излучение, испускаемое образцом, фиксируется и обрабатывается электронным способом (рис. 27). Суть электронно-зондового анализа состоит в сопоставлении рентгеновского излучения исследуемого образца с набором стандартов. Другими словами, испускаемые образцами рентгеновские лучи сравниваются с теми, которые получены в тех же экспериментальных условиях от стандартов известного состава. Одно из главных преимуществ такого анализа состоит в том, что используемый образец не повреждается. Обычно это петрографический шлиф или полированный фрагмент, который после анализа можно использовать для оптического исследования.

Рис. 27 Схема электронно-зондового микроанализатора. Показаны электронная

колонна и две возможные аналитические системы: слева – дисперсионный

спектральный анализ длин волн; справа – энергетический дисперсионный

анализ (ЭДС) (по Х. Батти, А. Принг, 2001).

В электронно-зондовом микроанализе существует два способа, с помощью которых можно разделить, объединить в пучок и подсчитать кванты рентгеновского излучения. В ходе энергетического дисперсионного спектрального (ЭДС) анализа кванты разделяются в соответствии с их характеристическими энергиями. В ходе кристалл-дифракционного анализа рентгеновские лучи разделяются по их характеристическим длинам волн, для этого используются дифракционные свойства кристаллов.