X荧光光谱仪作为元素分析的重要工具,其性能很大程度上取决于探测器的选择。目前,主流的探测器包括流气式正比计数器、NaI闪烁计数器和Si(Li)探测器,三者因原理差异在分辨率、适用波长范围及元素检测能力上各有特点。
流气式正比计数器
流气式正比计数器适用于长波长范围(0.15~5.0 nm),通过电离氩气与甲烷的混合气体产生脉冲信号,平均每离子对能量为26.4 eV,电子数305/光子,分辨率为1.2/keV。其优势在于对轻元素(如碳、氧)灵敏度高,常用于地质和环保领域。然而,需持续通入气体以维持稳定,维护成本较高。
NaI闪烁计数器
该探测器基于X射线激发NaI晶体发光的原理,适用于短波长(0.02~0.2 nm),平均离子对能量达350 eV,但电子数仅23/光子,分辨率为3.0/keV。其优势在于对重元素(如铁、铅)检测效率高,且结构简单耐用,常用于工业金属分析。缺点是分辨率较低,易受高能射线干扰。
Si(Li)探测器
Si(Li)探测器属于半导体探测器,采用液氮冷却技术,适用波长范围0.05~0.8 nm,平均离子对能量仅3.6 eV,电子数高达2116/光子,分辨率达0.16/keV。其高分辨率和宽元素覆盖范围(从钠到铀)使其成为实验室精密分析的首选,但需低温环境且成本昂贵。
当前,新型硅漂移探测器(SDD)因无需液氮冷却且分辨率接近Si(Li)而逐渐普及,未来可能取代传统探测器7。实际应用中需根据检测元素范围、分辨率需求及维护成本综合选择。例如,流气式适合轻元素快速检测,NaI适用于重元素工业场景,而Si(Li)或SDD则用于高精度实验室分析。
创想X荧光光谱仪