396945286

2. RYS HISTORYCZNY

Od odkrycia przez W. Rentgena w 1895 roku, promieniowanie X, zwane również rentgenowskim, znalazło wiele zastosowań w różnych dziedzinach nauki takich jak medycyna czy też analiza instrumentalna. Promieniowanie to, jest niewidocznym promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali od ok. 0,005 do 10 nm. Rozchodzi się po liniach prostych i ulega takim zjawiskom fizycznym jak odbicie, polaryzacja czy dyfrakcja. Od lat czterdziestych ubiegłego wieku prowadzone są prace nad jego wykorzystaniem do celów analitycznych. Metodą analityczną wykorzystującą promieniowanie X jest rentgenowska analiza fluorescencyjna. Opiera się ona na wzbudzeniu promieniowania charakterystycznego danego pierwiastka, następującym po naświetleniu badanej próbki promieniowaniem pierwotnym pochodzącym z lampy rentgenowskiej, izotopu promieniotwórczego lub coraz częściej stosowanego ostatnio synchrotronu. Naświetlenie powoduje przejście atomów w stan wzbudzony, a powrotowi do stanu podstawowego towarzyszy emisja specyficznego dla każdego pierwiastka promieniowania, zależnego od wewnętrznej struktury powłok elektronowych, zwanego promieniowaniem charakterystycznym.

Od kilkudziesięciu lat fluorescencja rentgenowska jest stosowana do analizy składu pierwiastkowego różnego rodzaju próbek środowiskowych, geologicznych i biologicznych takich jak gleby, osady, rośliny, pyły powietrza, żywność oraz różnego rodzaju obiekty archeologiczne i historyczne. Przy szerokim spektrum zastosowań analitycznych poważnym ograniczeniem tzw. klasycznej fluorescencji rentgenowskiej była bezpośrednia analiza próbek ciekłych. Jest ona utrudniona ze względu na wysokie tło spowodowane rozproszeniem promieniowania wzbudzającego na cząsteczkach wody oraz niewielką głębokość penetracji promieniowania rentgenowskiego w próbce. Do lat osiemdziesiątych próbki analizowane były głownie w postaci proszków lub pastylek. Wymagało to starannego mielenia próbek, oraz pracochłonnego przygotowania pastylek. Były to najczęściej próbki o masach pośrednich wymagające korekty efektów matrycy. Z kolei pierwiastki śladowe z roztworów były wydzielane chemicznie w postaci osadów tworzących cienkie próbki na filtrach. Stosowano różne selektywne i nieselektywne metody wzbogacania i wydzielania, wiązało się to z jednak z koniecznością opracowywania wielu różnych metod chemicznego przygotowania próbki. Rozwiązaniem tych trudności umożliwiającym rozszerzenie stosowania fluorescencji rentgenowskiej również do analizy próbek ciekłych jest zaproponowana w 1971 roku przez japońskich naukowców Yonedę i Horiuchiego metoda całkowitego odbicia promieniowania X

6