القياس الطيفي للأشعة السينية الفلورية (XRF) هو تقنية تحليلية قوية تستخدم في مجموعة واسعة من المجالات، من العلوم البيئية إلى مراقبة الجودة الصناعية. تمكن هذه الطريقة العلماء والفنيين من تحديد التركيب العنصري للعينة دون الحاجة إلى إعداد عينة معقدة. مع ظهور الأجهزة المحمولة، جعلت أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة باليد هذه التكنولوجيا أكثر سهولة من أي وقت مضى. دعونا نلقي نظرة عن كثب على كيفية عمل هذه الأجهزة والعلوم التي تشغلها.

ما هي الأشعة السينية الفلورية؟

XRF هي تقنية غير تدميرية تستخدم لتحليل التركيب الكيميائي للمواد. المبدأ وراء XRF بسيط نسبيا: عندما تتعرض العينة لأشعة سينية عالية الطاقة، تمتص الذرات في العينة الطاقة. وهذا يجعل الذرات تصبح مثارة وتطلق طاقة في شكل أشعة سينية فلورية. وطاقة هذه الأشعة السينية الفلورية وطولها الموجي هما من خصائص العناصر الموجودة في العينة، مما يسمح بتحديد تلك العناصر تحديدا دقيقا وقياسها كميا.

وبعبارة أخرى، يعمل XRF عن طريق ضرب عينة بالأشعة السينية، مما يؤدي إلى انبعاث الأشعة السينية الخاصة بالعينة. من خلال تحليل الأشعة السينية المنبعثة، يمكن للعلماء تحديد العناصر وتركيزاتها في المادة.

Terras EulerX900 Handheld Alloy Analyzer (باللغة الإنجليزية) (باللغة الإنجليزية)

كيف يعمل محلِّل الأشعة السينية الذي يُحمل باليد؟

أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة باليد هي أجهزة مضغوطة ومحمولة مصممة لاختبار المواد في الموقع. ويعتمد تشغيل هذه الأجهزة على نفس المبادئ الأساسية للقياس الطيفي للموجات السينية (XRF) ولكنه يتم تكييفه للاستخدام الميداني. وتتكون هذه المحللات عادة من عدة مكونات رئيسية:

مصدر الأشعة السينية:يحتوي الجهاز على أنبوب أشعة سينية صغير يولد أشعة سينية عالية الطاقة. هذا هو المصدر الذي يتفاعل مع العينة.

الكاشف:يلتقط الكاشف الأشعة السينية الفلورية المنبعثة من العينة. يقوم بتحويل بيانات الأشعة السينية إلى إشارات قابلة للقياس، والتي يتم تحليلها بعد ذلك.

العرض/البرنامج:الجهاز مجهز بشاشة عرض وبرمجيات تسمح للمستخدمين بعرض النتائج. يفسر البرنامج البيانات من الكاشف، ويحدد العناصر، ويوفر تحليلا كميا لتركيزاتها.

إن الطبيعة اليدوية لهذه الأجهزة تجعلها مثالية لمجموعة من التطبيقات. ويمكن للفنيين والعمال الميدانيين استخدامها لإجراء تحليل عنصري في الموقع من دون الحاجة إلى إرسال عينات إلى المختبر، مما يجعل العملية أسرع وأكثر فعالية من حيث التكلفة وأقل اجتياحية.

The Science Behind X-Ray Fluorescence Spectrometry (باللغة الإنجليزية)

يقع في قلب قياس طيف الأشعة السينية (XRF) التفاعل بين المادة والإشعاع الكهرومغناطيسي. عندما تضرب الأشعة السينية عينة، فإنها يمكن أن تضرب الإلكترونات من مدارها. مستويات طاقة الإلكترونات في الذرات مكماة، وهذا يعني أن لكل عنصر مجموعة مميزة من مستويات الطاقة. عندما يتم طرد إلكترون من ذرة، فإنه يخلق فراغ في غلاف الإلكترون. يتم ملء هذا الفراغ بواسطة إلكترون من مستوى طاقة أعلى، والطاقة المنبعثة خلال هذا التحول تنبعث في صورة أشعة سينية. هذه الأشعة المنبعثة فريدة من نوعها للعنصر الذي أطلقها.

الطاقة (أو الطول الموجي) من هذه الأشعة السينية المنبعثة هو ما يسمح للعلماء بتحديد العناصر في العينة. ويقيس كاشف في محلل الأشعة السينية مستويات طاقة الأشعة السينية المنبعثة ويقارنها بمستويات الطاقة المعروفة لمختلف العناصر. ثم ينتج البرنامج طيفا، يعرض قمم في الأطوال الموجية المقابلة لعناصر محددة.

مزايا محللات الأشعة السينية المحمولة باليد

الاختبار غير المدمرواحدة من المزايا الرئيسية ل XRF هو أنه غير مدمر. لا تحتاج العينات إلى تغيير أو تدمير أثناء التحليل، والتي هي قيمة خاصة في الصناعات حيث الحفاظ على سلامة المواد أمر بالغ الأهمية.

السرعة والكفاءة:يمكن أن تستغرق الطرق المختبرية التقليدية وقتًا طويلاً، وغالبًا ما تتطلب أيامًا أو حتى أسابيع لمعالجة وتحليل العينات. وعلى النقيض من ذلك، توفر أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة نتائج فورية، مما يتيح اتخاذ القرارات بسرعة في الميدان.

إمكانية النقل:يسمح التصميم الصغير لأجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة باليد بسهولة النقل والاستخدام في المواقع النائية. سواء كان ذلك#عند فحص نقاء المعادن الثمينة أو إجراء تقييمات بيئية، فإن القدرة على أخذ الجهاز إلى موقع العينة لا تقدر بثمن.

الفعالية من حيث التكلفة:يمكن أن يكون إرسال العينات إلى المختبر للتحليل مكلفًا، خاصة إذا كانت هناك حاجة لاختبارات متعددة. وباستخدام أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة، يمكن للمؤسسات توفير المال من خلال إجراء اختبارات داخلية وتقليل الحاجة إلى رسوم المختبرات.

نطاق واسع من التطبيقات: من التعدين والتعدين إلى الرصد البيئي وعلم الآثار، يمكن تطبيق XRF في العديد من الصناعات المختلفة. وهي تستخدم لاختبار مواد مثل المعادن واللدائن والسيراميك والتربة وحتى التحف القديمة.

Terras EulerX900 Handheld Alloy Analyzer

سلسلة أويلركس 900 تتفوق في التحليل المعدني، وتقدم نتائج سريعة ودقيقة عبر تطبيقات مختلفة. مع الإلكترونيات المتقدمة والخوارزميات المتطورة، فإنه يضمن قياسات عالية الجودة في ثوان، مما يجعلها مثالية للفحص غير المتلف للمواد الواردة، والمنتجات النهائية، والأجزاء قيد المعالجة. وشاشة اللمس سهلة الاستخدام تعرض درجة السبائك والتركيب الكيميائي على الفور، مما يتطلب الحد الأدنى من التدريب ولا تحضير للعينات، بغض النظر عن الشكل أو الحجم.

خاتمة

تقوم أجهزة تحليل الأشعة السينية المحمولة باليد بنقل قوة قياس الطيف الفلوري للأشعة السينية إلى راحة يدك، مما يوفر وسيلة محمولة وسريعة وغير مدمرة لتحليل التركيب الأولي للمواد. فالعلم الذي يقوم عليه هذا التردد المتأصل في التفاعل بين الأشعة السينية والذرات يتيح الحصول على نتائج دقيقة وموثوق بها. مع استمرار تطور التكنولوجيا، سوف تستمر التطبيقات المحتملة للأشعة السينية في التوسع، مما سيحدث ثورة في الصناعات بدءا من التصنيع والعلوم البيئية إلى علم الآثار وما بعده.