Quantitative analysis by energy dispersive X-ray fluorescence by the transmission method applied to geological samples

Abstract

Three certified samples of different matrices (Soil-5, SL-1/IAEA and SARM-4/SABS) were quantitatively analysed by energy dispersive X-ray fluorescence with radioisotopic excitation. The observed errors were about 10-20% for the majority of the elements and less than 10% for Fe and Zn in the Soil-5, Mn in SL-1, and Ti, Fe and Zn in SARM-4 samples. Annular radioactive sources of Fe-55 and Cd-109 were utilized for the excitation of elements while a Si(Li) semiconductor detector coupled to a multichannel emulation card inserted in a microcomputer was used for the detection of the characteristic X-rays. The fundamental parameters method was used for the determination of elemental sensitivities and the irradiator or transmission method for the correction of the absorption effect of characteristic X-rays of elements on the range of atomic number 22 to 42 (Ti to Mo) and excitation with Cd-109. For elements in the range of atomic number 13 to 23 (Al to V) the irradiator method cannot be applied since samples are not transparent for the incident and emergent X-rays. In order to perform the absorption correction for this range of atomic number excited with Fe-55 source, another method was developed based on the experimental value of the absorption coefficients, associated with absorption edges of the elements.Foi realizada a análise quantitativa de três amostras certificadas de diferentes matrizes (Soil-5/IAEA, SL-1/IAEA e SARM-4/SABS) através da fluorescência de raios X por dispersão de energia e excitação radioisotópica. Os erros observados foram em torno de 10 a 20% para a maioria dos elementos e inferiores a 10% para Fe e Zn na amostra Soil-5, Mn na amostra SL-1 e Ti, Fe e Zn na amostra SARM-4. Para a excitação dos elementos presentes foram empregadas as fontes radioativas anelares de Fe-55 e Cd-109, enquanto que na detecção dos raios X característicos utilizou-se um detector de Si(Li), acoplado a uma placa analisadora de pulsos multicanal, inserida em um microcomputador. O método dos parâmetros fundamentais foi utilizado na determinação da sensibilidade elementar e o método do irradiador ou da transmissão na correção dos efeitos de absorção dos raios X característicos de elementos de número atômico entre 22 e 42 (Ti ao Mo) e excitação com Cd-109. Para elementos na faixa de número atômico entre 13 e 23 (Al ao V), o método do irradiador não pode ser aplicado, pois a amostra não é transparente aos raios X incidentes e emergentes, e um outro método baseado nas medidas experimentais dos coeficientes de absorção com Cd-109, associados aos saltos de absorção e excitação com Fe-55 foi então desenvolvido a fim de se efetuar a correção da absorção para esta faixa de número atômico.