La fluorescence X (X-ray fluorescence) est une technique analytique non destructive utilisée pour déterminer la composition élémentaire des matériaux.

La fluorescence X (X-ray fluorescence) est une technique analytique non destructive utilisée pour déterminer la composition élémentaire des matériaux. Les analyseurs XRF déterminent la chimie d’un échantillon en mesurant les rayons X fluorescents (ou secondaires) émis par un échantillon lorsqu’il est excité par une source de rayons X primaire. Chacun des éléments présents dans un échantillon produit un ensemble de rayons X fluorescents caractéristiques (”une empreinte digitale ») qui est unique pour cet élément spécifique, c’est pourquoi la spectroscopie XRF est une excellente technologie pour l’analyse qualitative et quantitative de la composition du matériau.

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Le processus de fluorescence des rayons X

1. Un échantillon solide ou liquide est irradié par des rayons X à haute énergie à partir d’un tube à rayons X contrôlé.
2. Lorsqu’un atome de l’échantillon est frappé avec un rayon X d’une énergie suffisante (supérieure à l’énergie de liaison de la coquille K ou L de l’atome), un électron de l’une des coquilles orbitales internes de l’atome est délogé.
3. L’atome retrouve de la stabilité, remplissant le vide laissé dans la coquille orbitale interne avec un électron de l’une des coquilles orbitales d’énergie supérieure de l’atome.
4. L’électron tombe à l’état d’énergie inférieure en libérant un rayon X fluorescent. L’énergie de ce rayon X est égale à la différence d’énergie spécifique entre deux états quantiques de l’électron. La mesure de cette énergie est à la base de l’analyse XRF
   

Interprétation des spectres XRF

La plupart des atomes ont plusieurs orbitales électroniques (coquille K, coquille L, coquille M, par exemple). Lorsque l’énergie des rayons X provoque le transfert d’électrons dans et hors de ces niveaux de coquille, des pics XRF d’intensités variables sont créés et seront présents dans le spectre, une représentation graphique des pics d’intensité des rayons X en fonction des pics d’énergie. L’énergie maximale identifie l’élément, et la hauteur / intensité maximale est généralement indicative de sa concentration.

Comment la XRF est-elle utilisée dans les industries?

Les analyseurs XRF portables identifient les alliages, détectent les éléments de tramp, fournissent des données géochimiques, analysent les métaux précieux et déterminent le poids du revêtement et l’épaisseur du placage, afin de s’assurer que les spécifications chimiques des matériaux sont respectées.

• Pétrole et gaz — pour l’identification positive des matériaux (PMI) des matériaux de tuyauterie, qui est critique lorsque la corrosion accélérée par l’écoulement ou la corrosion sulfidique est un problème
• Fabrication de métaux — pour une analyse élémentaire non destructive afin de s’assurer qu’aucun métal ou alliage incorrect ou non conforme n’entre dans le processus de fabrication
• Automobile &aérospatiale – pour l’inspection entrante et le contrôle de la qualité des pièces métalliques et revêtues
• Recyclage de la ferraille – pour un tri rapide et précis de la ferraille, ce qui est essentiel pour améliorer efficacité et rentabilité du flux de travail
• Recyclage des métaux précieux — pour déterminer avec précision la teneur en métaux précieux et empêcher l’entrée de métaux nocifs dans le processus de recyclage
• Exploitation minière &exploration — pour identifier et récupérer rapidement les ressources les plus économiquement viables
• Construction &ingénierie environnementale — pour l’évaluation des risques, la modélisation des sites dangereux et le contrôle de la qualité de l’assainissement li>

La XRF est-elle sûre ?

Pendant l’analyse, l’analyseur émet un faisceau de rayonnement dirigé lorsque le tube est sous tension. Des efforts raisonnables devraient être déployés pour maintenir l’exposition aux rayonnements aussi loin que possible en dessous des limites de dose. C’est ce qu’on appelle le principe ALARA (Aussi bas que Raisonnablement Réalisable). Trois facteurs vous aideront à minimiser votre exposition au rayonnement: le temps, la distance et le blindage.

Bien que le rayonnement émis par un analyseur élémentaire XRF portatif ou portatif soit similaire à l’exposition reçue dans une radiographie médicale ou dentaire normale, il faut veiller à toujours pointer un analyseur XRF portatif directement sur l’échantillon et jamais sur une personne ou une partie du corps. Voici sept conseils de sécurité:

1. Dispenser une formation en radioprotection aux opérateurs
2. Ne dirigez jamais l’appareil vers vous-même ou d’autres personnes lorsque les voyants lumineux du faisceau primaire (rayons X allumés) sont allumés
3. Ne tenez jamais d’échantillons pendant l’analyse
4. Soyez conscient des voyants lumineux du faisceau primaire
5. Manipulez et utilisez avec respect
6. Entreposez en toute sécurité – respectez les exigences de stockage locales
7. Si vous avez une urgence de sécurité, informez votre agent de radioprotection (RRP) et le fournisseur de l’analyseur

Pour plus d’informations sur la sécurité de la radioprotection XRF, visitez notre page Web de formation sur la radioprotection XRF.