分析范围广，测试无损、简单、快速，可同时测多个元素，轻元素(Z<12)之外的大多数元素，检出限可达10PPM。

X射线荧光（XRF）是一种在元素分析中广泛使用的技术。其原理是原子内部电子在被高能辐射（如X射线）轰击时会被抛射出去。原子通过发射特征波长的光子来放松，这些光子被用来识别元素。

XRF是如何起作用的？

1）稳定原子

稳定原子由一个原子核组成，原子核被电子绕行。不同的能级会在各自的“壳层”中“结合”不同数量的电子。

一个碳原子，显示“K”、“L”、“M”和“N”壳层。

2）XRF激发的原子

当X射线波超过内层电子壳层的结合能时，电子会被抛开并被弹出。整个原子通过用来自更高能轨道壳层的另一个电子替代这个空隙，从而恢复了稳定性。当电子降低能级时，会释放出荧光X射线，以迁移到内层壳层。我们检测到这种X射线荧光（XRF）。

展示K壳电子抛射的动画。然后，L壳层电子通过发射等于L壳和K壳层间能量差的X射线来填补空缺。

该跃迁释放的能量等于电子这两个量子态——旧壳层与新壳层之间的能级差。测量这种能量是XRF分析的基础。

XRF光谱仪

XRF光谱仪（或XRF“分析仪”）围绕X射线源（或X射线“管”）和探测器设计。X射线由源产生并对准样品。有时，滤光片会被用来改变X射线束。

XRF光谱仪的简单示意图

X射线照射样品后，随着原子反应产生次级X射线。这些次级波被探测器接收并处理。然后生成一个光谱，显示样品中根据不同峰强度所含元素的数量。

使用XRF分析的元素范围通常从钠（Na）到铀（U），每种元素的检测水平会根据激发电子可移动的轨道可用性而有所不同。

大多数XRF光谱仪大致分为两类：能量色散XRF光谱仪（ED-XRF）或波长色散XRF光谱仪（WD-XRF）：

1. ED-XRF光谱仪作简单，可同时收集多个元件的信号，分辨率范围为150 eV至600 eV。

2. WD-XRF光谱仪通过量角仪，一次从不同角度收集一个信号。这些仪器通常更复杂且价格更高，但分辨率显著更高，从5 eV到20 eV不等。

XRF的广泛应用包括水泥、金属矿石、矿石、石油与天然气、环境和地质等领域。然而，几乎任何具备相关专业知识的实验室都可以使用。