能量色散X射線熒光光譜儀

在20世紀80年代初，EDXRF譜儀主要有:

①液氮冷卻的Si(Li)半導體探測器與X射線管及高壓電源組成的譜儀; 

②非色散型可攜式譜儀，它主要由封閉式正比計數器和放射性核素源組成，通常一次僅能測定1～2個元素。EDXRF譜儀由于儀器性能的改善現在測定元素已由Na擴展到F，甚至可檢出C; 

可攜式XRF光譜儀用X射線管激發取代放射性核素源，質量僅 1.5 kg左右，測定元素達到20個以上。

此外與WDXRF譜儀的發展不同，除用X射線管激發的可攜式譜儀和手持式譜儀外，在這期間EDXRF譜儀依據X射線偏振特性和全反射原理相繼推出新型的譜儀: 偏振型XRF 譜儀、全反射XRF譜儀、μ－XRF譜儀。

基于EDXRF譜儀和WDXRF譜儀的本質差別在于前者收集試樣中元素的全譜，并以待測元素峰面積表示強度，后者以峰高的強度示之，本文將上述幾種譜儀和SRXRF均包括在 EDXRF光譜中。EDXRF譜儀的性能取決于探測器能量分辨率、用作記錄和處理脈沖信號的電子學線路與軟件以及激發光源的性能。

近20年來，半導體探測器有了迅猛的發展。除Si(Li) 探測器其性能有很大改善并仍在使用外，不用液氮冷卻的新型電致冷Si－PIN半導體探測器于20世紀90年代中期問世，能量分辨率已由當初的300 eV達到現在的140 eV，廣泛用于太空探索、現場和常規分析，但該探測器對計數率的線性響應范圍較小，影響了使用。本世紀初硅漂移探測器(SDD，silicon drift detector) 經過不斷的完善，已具有如下優點:在電致冷情況下，能量分辨率高達127eV，其能量分辨率基本不受探測器靈敏區面積和計數率的影響，在探測器死時間保持在10% 的范圍內，可處理高達300 kcps的輸入計數率和高達130 kcps的輸岀計數率，能譜采集的速度比Si(Li) 探測器快5～10倍，信噪比好，故在許多情況下取代了Si(Li) 探測器，成為測定低 、中能量 X 射線范圍內的EDXRF譜儀首選。

提供X射線管高壓電源的主要部件是高壓發生器，如WDXRF一樣演化為模塊化設計的固態發生器電路。依據不同類型EDXRF譜儀的要求，已開發出多種小型X射線管。從20世紀80年代末起，不同陽極材料的小型 X射線管已逐步取代放射性核素激發源，現成為現場和原位分析用的低功率EDXRF譜儀主要光源，它具有高強度、適用于多元素激發、安全性好等優點。

在20世紀70年代已用二次靶發出的特征X射線激發樣品，對樣品而言，二次靶相當于激發源(熒光靶)， 其優點是降低背景，提高峰背比，檢出限將比直接用X光管激發提高5～10倍。在本世紀初相繼應用X射線偏振和衍射性質開發出偏振靶(巴克拉靶)和布拉格靶作為二次靶，與熒光靶一起用作偏振EDXRF譜儀光源。

我國已相繼建成BSRF北京同步輻裝置(中國科學院高能物理研究所)、SRRC臺灣同步輻射研究中心(臺灣新竹)、NSRL國家同步輻射實驗室(合肥，中國科學技術大學)和SSRF上海同步輻射裝置(上海張江，中國科學院上海應用物理所)。其中SSRF為第三代光源，同步輻射光可提供從遠紅外光到硬X射線的寬廣波段， 在X射線光子能量區域內(0.1～40 keV)可產生高亮度和高通量且具有偏振特性的同步輻射光，此外， 同步輻射準直性好，可實現微區XRF分析，空間分辨率已達到50 nm。SSRF光源的基本性能在許多重要方面位于目前世界上正在設計和建造中的光源的前列。