Röntgenfluoreszenz

Definition und Anwendung

Röntgenfluoreszenz, abgekürzt XRF von englisch X-ray fluorescence, ist die Emission von charakteristischen sekundären oder fluoreszierenden Röntgenstrahlen aus einem Material, nachdem es mit hochenergetischer Strahlung angeregt wurde. „Charakteristisch“ bedeutet hier: Die ausgesandte Strahlung ist typisch für ein bestimmtes chemisches Element.

Das Phänomen wird in der Röntgenfluoreszenzanalyse genutzt. Mit dieser Methode bestimmt man die elementare Zusammensetzung von Materialien, zum Beispiel von Metallen, Gläsern, Keramiken und anderen Stoffen.

Physikalischer Ablauf

Wenn ein Material mit kurzwelliger Röntgenstrahlung bestrahlt wird, können seine Bestandteile ionisiert werden. Ionisierung bedeutet, dass aus einem Atom oder Teilchen ein oder mehrere Elektronen herausgeschlagen werden.

Ist die Energie der einfallenden Strahlung hoch genug, werden nicht nur äußere Bindungselektronen entfernt, sondern auch Elektronen aus inneren Elektronenschalen. Dadurch wird die elektronische Struktur des Atoms instabil.

Anschließend fallen Elektronen aus höheren Schalen in die entstandenen Lücken der inneren Schalen. Dabei wird Röntgenstrahlung ausgesendet. Diese Strahlung hat für jedes Element typische Eigenschaften und kann deshalb zur Erkennung der enthaltenen Elemente verwendet werden.