Röntgenfluorescensanalys (XRF)
Även: XRF, Röntgenfluorescens, X-ray fluorescence
Förförstörelsefri analysmetod som med hjälp av röntgenstrålning precist bestämmer den elementära sammansättningen hos ädelmetaller och legeringar.
Röntgenfluorescensanalysen (XRF) - internationellt känd som X-ray fluorescence - gäller idag som guldstandard för förförstörelsefri bestämning av finhalt. Handlare, skiljeanstalter och tullmyndigheter använder den för att på några sekunder kontrollera tackor och mynt med avseende på deras faktiska elementära sammansättning, utan att skada eller smälta stycket.
Funktionsprincip
En XRF-apparat bestrålar provets yta med energirik röntgenstrålning (primär röntgenstrålning). Denna energi försätter elektroner i det inre atomskalet i ett exciterat tillstånd; när de faller tillbaka till grundtillståndet emitterar atomerna karakteristisk sekundär- eller fluorescensstrålning. Varje grundämne har en entydig energisignatur - apparatens detektor mäter intensiteten och energin hos denna strålning och beräknar utifrån det elementkoncentrationerna.
Primär röntgenstrålning -> excitering av elektronerna
-> emission av fluorescensstrålning (elementspecifik)
-> detektorn mäter energi & intensitet
-> mjukvaran beräknar finhalt i tusendelar eller karat
Typiskt mätförlopp
- Kalibrera apparaten (tillverkaren tillhandahåller certifierade referensstandarder).
- Lägg provet på mätöppningen; ytan måste vara plan och ren.
- Starta mätningen - varaktighet beroende på apparat och önskad noggrannhet 10 till 60 sekunder.
- Läs av resultatet: huvudelement (t.ex. Au), legeringsmetaller (Ag, Cu, Pd) och spårämnen i viktprocent eller tusendelar.
Styrkor och gränser i jämförelse
| Kriterium | XRF | Syratest | Densitetsbestämning |
|---|---|---|---|
| Förförstörelsefri | Ja | Nej (repor) | Ja |
| Mätdjup | Yta (10-50 um) | Yta | Hela volymen |
| Noggrannhet finhalt | +- 0,1-0,5 vikt-% | grov | indirekt |
| Identifierar volframkärna | Nej | Nej | Ja (densitet) |
| Apparatkostnad | hög (från ca 5 000 EUR) | låg | låg |
| Användning på plats | möjlig (handapparater) | möjlig | möjlig |
Viktig begränsning: XRF fångar endast det ytnära skiktet på typiskt 10 till 50 mikrometer. En volfram-förfalskning - en guldtacka med volframkärna - kan därför förbli oupptäckt om guldbeläggningen är tjockare än mätdjupet. För tackor från en viss vikt rekommenderas därför kombinationen av XRF och ultraljudstest eller densitetsbestämning enligt Arkimedes.
Användningsområden
- Inköp av skrotguld och trasigt guld: handlare fastställer finhalten under kundsamtalet; smältvärdeskalkylatorn sätter genast om värdet.
- Myntkontroll: bullionmynt som Krugerrand eller Maple Leaf kan kontrolleras avseende finhalt och legeringssammansättning - som komplement till myntäkthetskontrollen.
- Industriell mottagningskontroll: skiljeanstalter kontrollerar dore-tackor och granulat på basis av LBMA Good Delivery-standarden.
- Tullkontroll: myndigheter använder mobila handapparater för att snabbt verifiera deklarerade ädelmetaller i resetrafik.
Apparattyper
Stationära laboratorieapparater (rörstyrka upp till 50 W, flytande kväve eller Peltier-kylning) uppnår högsta noggrannhet. Kompakta handapparater (pistolutförande, även gun-XRF) drivs med batteri och är redo att använda på några sekunder - idealiskt för mobilt inköp. Specialiserade myntkontrollapparater som Sigma Metalytics använder däremot elektromagnetisk induktion i stället för röntgenstrålning och är därför ingen XRF-apparat, men nämns ofta i samma andetag.
Kort sammanfattat
XRF ger på sekunder ett precist, förförstörelsefritt bevis på finhalten - men den identifierar ingen volframkärna under ett tjockt guldskikt. För maximal säkerhet vid större tackor rekommenderas kombinationen med en volymetrisk metod som densitetsbestämning eller ultraljudstest.