Limitaciones de la tecnología de fluorescencia de rayos X

La tecnología de fluorescencia de rayos X (XRF, por sus siglas en inglés) aprovecha las propiedades de emisión inherentes de los materiales para interpretar su composición elemental. Es uno de los principales métodos analíticos utilizados para determinar el contenido químico de diversas muestras a nivel de trazas y ultratrazas. Entre las muchas ventajas de la tecnología de fluorescencia de rayos X se encuentran su enorme versatilidad, su carácter no destructivo y sus extraordinarios niveles de precisión debido a la fiable física subyacente de la tecnología. Sin embargo, este método de caracterización de materiales, líder en la industria, tiene sus desventajas.

En esta entrada del blog, XRF Scientific explora las limitaciones de la tecnología de fluorescencia de rayos X más detalladamente. También ofreceremos algunas soluciones a los retos que presenta el análisis elemental moderno.

Describiendo la tecnología de fluorescencia de rayos X

Cada elemento de la tabla periódica presenta una radiación característica cuando se excita con energía de longitud de onda corta. En el caso de la tecnología de fluorescencia de rayos X, esta radiación es del orden de 0,01 a 10 nanómetros (nm) y la suministra un tubo de rayos X controlados. Esto ioniza los átomos componentes de una muestra y hace que expulsen electrones de sus órbitas atómicas, lo cual emite rayos X secundarios. Estos son adquiridos por un detector óptico de alta resolución y un procesador de señales digitales, que convierte el espectro de energía en una representación gráfica de los picos de intensidad energética.

Estos picos de energía se utilizan para identificar y cuantificar los elementos presentes en una muestra con un grado de precisión excepcional. Niveles similares de precisión se pueden alcanzar mediante la espectrometría de emisión óptica (OES, por sus siglas en inglés) y el análisis de plasma de acoplamiento inductivo (ICP, por sus siglas en inglés), pero la tecnología de fluorescencia de rayos X es la única herramienta que puede describirse de manera fiable como completamente no destructiva.

Sin embargo, esta descripción simple de la tecnología de fluorescencia de rayos X ignora las influencias de varios factores de interferencia. En un experimento ideal, las intensidades máximas representarían una relación lineal con la concentración de un elemento dado, pero pueden producirse desviaciones debido a los fuertes efectos de la matriz. Los rayos X primarios pueden verse atenuados o intensificados por el material que rodea la muestra de interés. Esto pone en duda la exactitud del análisis directo por fluorescencia de rayos X.

Además de la influencia de los fuertes efectos de la matriz, la tecnología de fluorescencia de rayos X también está limitada superficialmente por otros factores, entre ellos: la incapacidad de la tecnología para medir la radiación de todos los elementos y la preocupación acerca de la exposición a la radiación para los operadores de la tecnología. Sin embargo, las limitaciones de estos factores en el mundo real son insignificantes.

Superar las limitaciones con la preparación de las muestras

El análisis directo de fluorescencia de rayos X se prescribe a menudo en entornos de alto rendimiento y competitivos en cuanto a costes. Los analizadores portátiles se utilizan para mediciones in situ de muestras de minerales y menas en aplicaciones mineras y en la exploración de la tierra, pero los resultados que se ofrecen pueden verse distorsionados por los efectos complejos de la matriz del material circundante. Hay varias soluciones esenciales para este problema.

Los analizadores de fluorescencia de rayos X deben calibrarse rutinariamente utilizando material de referencia estándar en el sector para mantener la precisión durante ciclos repetidos de uso. Sin embargo, esto solo puede proporcionar una medida de certeza con respecto a la integridad de los resultados.

El método sencillo más eficaz para mejorar la calidad de los resultados de la tecnología de fluorescencia de rayos X consiste en utilizar sólidas metodologías de preparación de muestras para eliminar las heterogeneidades complejas que podrían producir una atenuación o mejora indeseables del espectro de emisiones. Utilizando un fundente eutéctico, pequeños volúmenes de material de muestra pueden fundirse en una perla de vidrio o pastilla prensada que elimina los efectos de la matriz al tiempo que ofrece una representación homogénea casi perfecta de la materia prima de la muestra.

Soluciones de preparación de muestras de XRF Scientific

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