Fluorescence aux rayons X

Figure 4 : disposition schématique d’un spectromètre EDX

Spectrométrie à dispersion d’énergieModifié

Dans les spectromètres à dispersion d’énergie (EDX ou EDS), le détecteur permet de déterminer l’énergie du photon lorsqu’il est détecté. Historiquement, les détecteurs sont basés sur des semi-conducteurs en silicium, sous forme de cristaux de silicium déridés au lithium, ou de plaquettes de silicium de haute pureté.

Figure 5 : Forme schématique d’un détecteur Si(Li)

Détecteurs Si(Li)

Ils sont essentiellement constitués d’une diode p-i-n de type jonction silicium de 3 à 5 mm d’épaisseur (identique à la diode PIN) avec une polarisation de -1000 V à ses bornes. La partie centrale déréglée au lithium forme la couche i non conductrice, où le Li compense les accepteurs résiduels qui, autrement, rendraient la couche de type p. Lorsqu’un photon de rayons X passe à travers, il entraîne la formation d’un essaim de paires électron-trou, ce qui provoque une impulsion de tension. Pour obtenir une conductivité suffisamment faible, le détecteur doit être maintenu à basse température, et le refroidissement à l’azote liquide doit être utilisé pour obtenir la meilleure résolution. Avec une certaine perte de résolution, le refroidissement par effet Peltier, beaucoup plus pratique, peut être employé.

Détecteurs à plaquettesModifié

Plus récemment, des plaquettes de silicium de haute pureté et de faible conductivité sont devenues couramment disponibles. Refroidies par l’effet Peltier, elles constituent un détecteur bon marché et pratique, bien que le détecteur Si(Li) refroidi à l’azote liquide présente toujours la meilleure résolution (c’est-à-dire la capacité à distinguer différentes énergies de photons).

AmplificateursEdit

Les impulsions générées par le détecteur sont traitées par des amplificateurs de mise en forme des impulsions. Il faut du temps à l’amplificateur pour mettre en forme l’impulsion afin d’obtenir une résolution optimale, et il existe donc un compromis entre la résolution et le taux de comptage : un temps de traitement long pour une bonne résolution entraîne un  » empilement d’impulsions  » dans lequel les impulsions de photons successifs se chevauchent. Les événements à photons multiples sont toutefois généralement plus étalés dans le temps (les photons ne sont pas arrivés exactement au même moment) que les événements à photons uniques et la discrimination de la longueur d’impulsion peut donc être utilisée pour filtrer la plupart de ces événements. Malgré cela, un petit nombre de pics d’empilement subsisteront et la correction d’empilement doit être intégrée au logiciel dans les applications qui nécessitent une analyse de traces. Pour utiliser le détecteur le plus efficacement possible, le courant du tube doit être réduit pour maintenir les événements multi-photons (avant discrimination) à un niveau raisonnable, par exemple 5-20%.

TraitementEdit

Une puissance informatique considérable est dédiée à la correction de l’empilement des impulsions et à l’extraction des données des spectres mal résolus. Ces processus de correction élaborés ont tendance à être basés sur des relations empiriques qui peuvent changer avec le temps, de sorte qu’une vigilance continue est nécessaire pour obtenir des données chimiques d’une précision adéquate.

UtilisationEdit

Les spectromètres EDX sont différents des spectromètres WDX en ce qu’ils sont plus petits, plus simples dans leur conception et ont moins de pièces d’ingénierie, cependant la précision et la résolution des spectromètres EDX sont inférieures à celles des WDX. Les spectromètres EDX peuvent également utiliser des tubes à rayons X ou des sources gamma miniatures, ce qui les rend moins chers et permet leur miniaturisation et leur portabilité. Ce type d’instrument est couramment utilisé pour des applications portables de contrôle de la qualité, comme le test de la teneur en plomb (Pb) des jouets, le tri des déchets métalliques et la mesure de la teneur en plomb de la peinture résidentielle. D’autre part, la faible résolution et les problèmes de faible taux de comptage et de long temps mort les rendent inférieurs pour les analyses de haute précision. Ils sont cependant très efficaces pour les analyses multiélémentaires à grande vitesse. Field Portable XRF analysers currently on the market weigh less than 2 kg, and have limits of detection on the order of 2 parts per million of lead (Pb) in pure sand. Using a Scanning Electron Microscope and using EDX, studies have been broadened to organic based samples such as biological samples and polymers.

Figure 6: Schematic arrangement of wavelength dispersive spectrometer

Chemist operates a goniometer used for X-ray fluorescence analysis of individual grains of mineral specimens, U.S. Geological Survey, 1958.

Wavelength dispersive spectrometryEdit

In wavelength dispersive spectrometers (WDX or WDS), the photons are separated by diffraction on a single crystal before being detected. Bien que les spectromètres à dispersion de longueur d’onde soient parfois utilisés pour balayer une large gamme de longueurs d’onde, produisant un tracé de spectre comme dans l’EDS, ils sont généralement configurés pour effectuer des mesures uniquement à la longueur d’onde des lignes d’émission des éléments d’intérêt. Ceci est réalisé de deux manières différentes :

• Les spectromètres « simultanés » ont un certain nombre de « canaux » dédiés à l’analyse d’un seul élément, chacun étant constitué d’un monochromateur à cristal à géométrie fixe, d’un détecteur et d’une électronique de traitement. Cela permet de mesurer un certain nombre d’éléments simultanément et, dans le cas d’instruments très puissants, d’obtenir des analyses complètes de haute précision en moins de 30 s. Un autre avantage de cette disposition est que les monochromateurs à géométrie fixe ne comportent pas de pièces en mouvement continu et sont donc très fiables. Cette fiabilité est importante dans les environnements de production où les instruments doivent fonctionner sans interruption pendant des mois. Les inconvénients des spectromètres simultanés incluent un coût relativement élevé pour les analyses complexes, car chaque canal utilisé est coûteux. Le nombre d’éléments pouvant être mesurés est limité à 15-20, en raison des limitations d’espace sur le nombre de monochromateurs qui peuvent être entassés autour de l’échantillon fluorescent. La nécessité d’accueillir plusieurs monochromateurs implique une disposition plutôt ouverte autour de l’échantillon, ce qui entraîne des distances tube-échantillon-cristal relativement longues, d’où des intensités détectées plus faibles et une diffusion plus importante. L’instrument est peu flexible, car si l’on veut mesurer un nouvel élément, il faut acheter et installer un nouveau canal de mesure.
• Les spectromètres « séquentiels » comportent un seul monochromateur à géométrie variable (mais généralement avec un dispositif permettant de choisir parmi un choix de cristaux), un seul ensemble de détecteurs (mais généralement avec plusieurs détecteurs disposés en tandem) et un seul boîtier électronique. L’instrument est programmé pour passer d’une séquence de longueurs d’onde à une autre, en sélectionnant dans chaque cas la puissance appropriée du tube à rayons X, le cristal approprié et l’arrangement approprié du détecteur. La longueur du programme de mesure est essentiellement illimitée, ce qui rend cet arrangement très flexible. Comme il n’y a qu’un seul monochromateur, les distances tube-échantillon-cristal peuvent être maintenues très courtes, ce qui entraîne une perte minimale de l’intensité détectée. L’inconvénient évident est le temps d’analyse relativement long, en particulier lorsque de nombreux éléments sont analysés, non seulement parce que les éléments sont mesurés en séquence, mais aussi parce qu’un certain temps est nécessaire pour réajuster la géométrie du monochromateur entre les mesures. De plus, l’activité frénétique du monochromateur pendant un programme d’analyse est un défi pour la fiabilité mécanique. Cependant, les instruments séquentiels modernes peuvent atteindre une fiabilité presque aussi bonne que celle des instruments simultanés, même dans les applications à usage continu.

Préparation de l’échantillonEdit

Afin de maintenir constante la géométrie de l’ensemble tube-échantillon-détecteur, l’échantillon est normalement préparé sous la forme d’un disque plat, généralement de 20 à 50 mm de diamètre. Celui-ci est placé à une petite distance standardisée de la fenêtre du tube. Comme l’intensité des rayons X suit une loi de l’inverse du carré, les tolérances pour ce placement et pour la planéité de la surface doivent être très serrées afin de maintenir un flux de rayons X répétable. Les moyens d’obtenir des disques d’échantillons varient : les métaux peuvent être usinés à la forme, les minéraux peuvent être finement broyés et pressés dans une tablette, et les verres peuvent être coulés à la forme requise. Une autre raison d’obtenir une surface d’échantillon plate et représentative est que les rayons X secondaires des éléments plus légers n’émettent souvent que dans les quelques micromètres supérieurs de l’échantillon. Afin de réduire davantage l’effet des irrégularités de surface, l’échantillon est généralement centrifugé à 5-20 tours par minute. Il est nécessaire de s’assurer que l’échantillon est suffisamment épais pour absorber la totalité du faisceau primaire. Pour les matériaux à Z élevé, une épaisseur de quelques millimètres est suffisante, mais pour une matrice d’éléments légers comme le charbon, une épaisseur de 30 à 40 mm est nécessaire.

Figure 7 : condition de diffraction de Bragg

MonochromateursEdit

La caractéristique commune des monochromateurs est le maintien d’une géométrie symétrique entre l’échantillon, le cristal et le détecteur. Dans cette géométrie, on obtient la condition de diffraction de Bragg.

Les raies d’émission des rayons X sont très étroites (voir figure 2), les angles doivent donc être définis avec une grande précision. Ceci est obtenu de deux manières :

Cristal plat avec collimateurs de SöllerEdit

Un collimateur de Söller est un empilement de plaques métalliques parallèles, espacées de quelques dixièmes de millimètres. Pour améliorer la résolution angulaire, il faut allonger le collimateur, et/ou réduire l’espacement des plaques. Cette disposition a l’avantage de la simplicité et d’un coût relativement faible, mais les collimateurs réduisent l’intensité et augmentent la diffusion, et réduisent la surface de l’échantillon et du cristal qui peut être « vue ». La simplicité de la géométrie est particulièrement utile pour les monochromateurs à géométrie variable.

Figure 8 : Cristal plat avec collimateurs de Soller

Figure 9 : Cristal incurvé avec fentes

Cristal incurvé avec fentesEdit

La géométrie du cercle de Rowland garantit que les fentes sont toutes deux au foyer, mais pour que la condition de Bragg soit respectée en tous points, le cristal doit d’abord être courbé à un rayon de 2R (où R est le rayon du cercle de Rowland), puis rectifié à un rayon de R. Cette disposition permet des intensités plus élevées (typiquement 8 fois) avec une résolution plus élevée (typiquement 4 fois) et un fond plus faible. Cependant, il est extrêmement difficile de conserver la géométrie du cercle de Rowland dans un monochromateur à angle variable. Dans le cas des monochromateurs à angle fixe (utilisés dans les spectromètres simultanés), les cristaux courbés en forme de spirale logarithmique offrent les meilleures performances de focalisation. La fabrication de cristaux courbés avec des tolérances acceptables augmente considérablement leur prix.

Matériaux cristallinsModification

Une compréhension intuitive de la diffraction des rayons X peut être obtenue à partir du modèle de diffraction de Bragg. Dans ce modèle, une réflexion donnée est associée à un ensemble de feuilles régulièrement espacées qui traversent le cristal, passant généralement par les centres des atomes du réseau cristallin. L’orientation d’un ensemble particulier de feuillets est identifiée par ses trois indices de Miller (h, k, l), et leur espacement est noté par d. William Lawrence Bragg a proposé un modèle dans lequel les rayons X entrants sont diffusés de manière spéculaire (en miroir) à partir de chaque plan ; à partir de cette hypothèse, les rayons X diffusés à partir de plans adjacents se combineront de manière constructive (interférence constructive) lorsque l’angle θ entre le plan et le rayon X entraîne une différence de longueur de trajet qui est un multiple entier n de la longueur d’onde des rayons X λ.(Fig.7)

2 d sin θ = n λ . {\displaystyle 2d\sin \theta =n\lambda .}

Les caractéristiques souhaitables d’un cristal de diffraction sont :

• Haute intensité de diffraction
• Haute dispersion
• Largeur de pic diffracté étroite
• Haut rapport pic/fond
• Absence d’éléments interférents
• Faible coefficient de dilatation thermique
• Stabilité dans l’air et lors de l’exposition aux rayons X-.
• Disponibilité immédiate
• Faible coût

Les cristaux à structure simple ont tendance à donner les meilleures performances de diffraction. Les cristaux contenant des atomes lourds peuvent bien diffracter, mais ils sont également plus fluorescents dans la région d’énergie supérieure, ce qui provoque des interférences. Les cristaux qui sont solubles dans l’eau, volatils ou organiques ont tendance à donner une mauvaise stabilité.

Les matériaux cristallins couramment utilisés comprennent le LiF (fluorure de lithium), l’ADP (dihydrogénophosphate d’ammonium), le Ge (germanium), le Si (silicium), le graphite, l’InSb (antimoniure d’indium), PE (tétrakis-(hydroxyméthyl)-méthane, également appelé pentaérythritol), KAP (hydrogénophtalate de potassium), RbAP (hydrogénophtalate de rubidium) et TlAP (hydrogénophtalate de thallium(I)). En outre, on utilise de plus en plus les « microstructures synthétiques en couches » (LSM), qui sont des matériaux à structure « sandwich » comprenant des couches épaisses successives de matrice de faible numéro atomique et des couches monatomiques d’un élément lourd. Celles-ci peuvent en principe être fabriquées sur mesure pour diffracter n’importe quelle grande longueur d’onde souhaitée, et sont largement utilisées pour les éléments de la gamme Li à Mg.

Dans les méthodes qui utilisent la diffraction des rayons X/neutrons ou des électrons, les plans d’une diffraction mentionnés précédemment peuvent être doublés pour afficher des réflexions d’ordre supérieur. Les plans donnés, résultant des indices de Miller, peuvent être calculés pour un monocristal. Les valeurs résultantes pour h,k et l sont alors appelées indices de Laue.Ainsi, un seul cristal peut être variable de la manière, que de nombreuses configurations de réflexion de ce cristal peuvent être utilisées pour refléter différentes gammes d’énergie.Le cristal de germanium (Ge111), par exemple, peut également être utilisé comme un Ge333, Ge444 et plus.

Pour cette raison, les indices correspondants utilisés pour un montage expérimental particulier sont toujours notés derrière le matériau du cristal(par ex. Ge111, Ge444)

Notice, that the Ge222 configuration is forbidden due to diffraction rules stating, that all allowed reflections must be with all odd or all even Miller indices that, combined, result in 4 n {\displaystyle 4n}

,where n {\displaystyle n}

is the order of reflection.

Elemental analysis linesEdit

The spectral lines used for elemental analysis of chemicals are selected on the basis of intensity, accessibility by the instrument, and lack of line overlaps. Typical lines used, and their wavelengths, are as follows:

Other lines are often used, depending on the type of sample and equipment available.

Structural analysis linesEdit

Figure 10:K-Beta Mainline and V2C

X-ray Diffraction(XRD) is still the most used method for structural analysis of chemical compounds. Yet, with increasing detail on the relation of K β {\displaystyle K_{\beta }}

-line spectra and the surrounding chemical environment of the ionized metal atom, measurements of the so called Valence-to-Core(V2C) energy region become more and more viable.

Scientists noted that after ionization of 3d-transition metal-atom the K β {\displaystyle K_{\beta }}

-les intensités et les énergies des raies changent avec l’état d’oxydation du métal et avec l’espèce du ou des ligands. L’importance des états de spin dans un composé tend à faire de grandes différences dans ce type de mesure, aussi… :

Cela signifie que, par une étude intense de ces lignes spectrales, on peut obtenir plusieurs informations cruciales à partir d’un échantillon. En particulier, s’il existe des références qui ont été étudiées en détail et qui peuvent être utilisées pour faire ressortir les différences. Les informations recueillies à partir de ce type de mesure comprennent :

• État d’oxydation de l’atome métallique central dans un composé(décalages de K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}}.
  -mainline dans les complexes à faible spin)

• États de spin des complexes de métaux de transition(forme générale de K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}}.
  

  – et K β ′ {\displaystyle K_{\beta ‘}}

  -mainlines)

• Configuration électronique structurelle autour de l’atome métallique central(déterminer l’intensité, l’élargissement, la queue et le pilotage de K β 2 , 5 {\displaystyle K_{\beta 2,5}}.
  

  – et K β ″ {\displaystyle K_{\beta  »}}

  -lines)

  Ces types de mesures sont principalement effectués dans des installations synchrotron, bien qu’un certain nombre de spectromètres dits « In-Lab »-spectromètres aient été développés et utilisés pour des mesures avant le faisceau (temps passé dans un synchrotron).

  DétecteursEdit

  Les détecteurs utilisés pour la spectrométrie dispersive en longueur d’onde doivent avoir des vitesses de traitement des impulsions élevées afin de faire face aux taux de comptage de photons très élevés qui peuvent être obtenus. En outre, ils doivent avoir une résolution énergétique suffisante pour permettre le filtrage du bruit de fond et des photons parasites provenant du faisceau primaire ou de la fluorescence du cristal. Il existe quatre types courants de détecteurs :

  • compteurs proportionnels à un flux de gaz
  • détecteurs de gaz scellés
  • compteurs à scintillation
  • détecteurs à semi-conducteurs

  

  Figure 11 : Disposition d’un compteur proportionnel à débit de gaz

  Les compteurs proportionnels à débit de gaz sont principalement utilisés pour la détection de grandes longueurs d’onde. Le gaz y circule en continu. Lorsqu’il y a plusieurs détecteurs, le gaz les traverse en série, puis est conduit vers les déchets. Le gaz est généralement composé de 90 % d’argon et de 10 % de méthane (« P10 »), bien que l’argon puisse être remplacé par du néon ou de l’hélium lorsque des longueurs d’onde très importantes (supérieures à 5 nm) doivent être détectées. L’argon est ionisé par les photons de rayons X entrants, et le champ électrique multiplie cette charge en une impulsion mesurable. Le méthane supprime la formation de photons fluorescents causés par la recombinaison des ions d’argon avec les électrons parasites. Le fil anodique est généralement du tungstène ou du nichrome de 20 à 60 μm de diamètre. L’intensité de l’impulsion obtenue étant essentiellement proportionnelle au rapport entre le diamètre de la chambre du détecteur et le diamètre du fil, un fil fin est nécessaire, mais il doit également être suffisamment résistant pour être maintenu sous tension afin qu’il reste précisément droit et concentrique au détecteur. La fenêtre doit être conductrice, suffisamment fine pour transmettre efficacement les rayons X, mais suffisamment épaisse et résistante pour minimiser la diffusion du gaz du détecteur dans le vide poussé de la chambre du monochromateur. Les matériaux souvent utilisés sont le béryllium métallique, le film PET aluminisé et le polypropylène aluminisé. Les fenêtres ultrafines (jusqu’à 1 μm) destinées à être utilisées avec des grandes longueurs d’onde à faible pénétration sont très coûteuses. Les impulsions sont triées électroniquement par « sélection de la hauteur d’impulsion » afin d’isoler les impulsions dérivant des photons secondaires de rayons X qui sont comptés.

  Les détecteurs de gaz scellés sont similaires au compteur proportionnel à l’écoulement du gaz, sauf que le gaz ne le traverse pas. Le gaz est généralement du krypton ou du xénon à une pression de quelques atmosphères. Ils sont généralement utilisés pour des longueurs d’onde comprises entre 0,15 et 0,6 nm. Ils sont applicables en principe à des longueurs d’onde plus grandes, mais sont limités par le problème de la fabrication d’une fenêtre mince capable de supporter la différence de pression élevée.

  Les compteurs à scintillation sont constitués d’un cristal scintillant (typiquement d’iodure de sodium dopé au thallium) fixé à un photomultiplicateur. Le cristal produit un groupe de scintillations pour chaque photon absorbé, le nombre étant proportionnel à l’énergie du photon. Cela se traduit par une impulsion du photomultiplicateur de tension proportionnelle à l’énergie du photon. Le cristal doit être protégé par une fenêtre relativement épaisse en aluminium/beryllium, ce qui limite l’utilisation du détecteur aux longueurs d’onde inférieures à 0,25 nm. Les compteurs à scintillation sont souvent connectés en série avec un compteur proportionnel au débit de gaz : ce dernier est muni d’une fenêtre de sortie opposée à l’entrée, à laquelle le compteur à scintillation est fixé. Cette disposition est particulièrement utilisée dans les spectromètres séquentiels.

  Les détecteurs à semi-conducteurs peuvent être utilisés en théorie, et leurs applications se multiplient à mesure que leur technologie s’améliore, mais historiquement, leur utilisation pour le WDX a été limitée par leur réponse lente (voir EDX).

  

  Un spécimen de « perle » de verre pour l’analyse XRF en cours de fusion à environ 1100 °C dans une machine de fusion automatisée Herzog dans un laboratoire de contrôle de la qualité d’une cimenterie. 1 (en haut) : fusion, 2 : préchauffage du moule, 3 : coulée de la masse fondue, 4 : refroidissement de la « perle »

  Extraction des résultats d’analyseEdit

  À première vue, la traduction des taux de comptage des photons X en concentrations élémentaires semblerait être simple : WDX sépare efficacement les raies des rayons X, et le taux de génération de photons secondaires est proportionnel à la concentration en éléments. Cependant, le nombre de photons quittant l’échantillon est également affecté par les propriétés physiques de l’échantillon : ce que l’on appelle les  » effets de matrice « . Ceux-ci se répartissent globalement en trois catégories :

  • Absorption des rayons X
  • Augmentation des rayons X
  • Effets macroscopiques de l’échantillon

  Tous les éléments absorbent les rayons X dans une certaine mesure. Chaque élément a un spectre d’absorption caractéristique qui consiste en une succession de franges en « dents de scie », dont chaque changement d’échelon a une longueur d’onde proche d’une raie d’émission de l’élément. L’absorption atténue les rayons X secondaires qui quittent l’échantillon. Par exemple, le coefficient d’absorption massique du silicium à la longueur d’onde de la raie Kα de l’aluminium est de 50 m²/kg, alors que celui du fer est de 377 m²/kg. Cela signifie qu’une concentration donnée d’aluminium dans une matrice de fer ne donne qu’un septième du taux de comptage par rapport à la même concentration d’aluminium dans une matrice de silicium. Heureusement, les coefficients d’absorption massique sont bien connus et peuvent être calculés. Cependant, pour calculer l’absorption d’un échantillon multi-élémentaire, la composition doit être connue. Pour l’analyse d’un échantillon inconnu, on utilise donc une procédure itérative. Pour calculer l’absorption massique avec précision, des données sur la concentration des éléments non mesurés par XRF peuvent être nécessaires, et diverses stratégies sont employées pour les estimer. À titre d’exemple, dans l’analyse du ciment, la concentration d’oxygène (qui n’est pas mesurée) est calculée en supposant que tous les autres éléments sont présents sous forme d’oxydes standard.

  L’enrichissement se produit lorsque les rayons X secondaires émis par un élément plus lourd sont suffisamment énergétiques pour stimuler l’émission secondaire supplémentaire d’un élément plus léger. Ce phénomène peut également être modélisé, et des corrections peuvent être apportées à condition que la composition complète de la matrice puisse être déduite.

  Les effets macroscopiques de l’échantillon consistent en des effets d’inhomogénéités de l’échantillon, et des conditions non représentatives à sa surface. Les échantillons sont idéalement homogènes et isotropes, mais ils s’écartent souvent de cet idéal. Les mélanges de composants cristallins multiples dans les poudres minérales peuvent entraîner des effets d’absorption qui s’écartent de ceux calculables à partir de la théorie. Lorsqu’une poudre est pressée pour former un comprimé, les minéraux les plus fins se concentrent à la surface. Les grains sphériques ont tendance à migrer vers la surface plus que les grains angulaires. Dans les métaux usinés, les composants les plus mous d’un alliage ont tendance à s’étaler sur la surface. Une attention et une ingéniosité considérables sont nécessaires pour minimiser ces effets. Parce qu’ils sont des artefacts de la méthode de préparation de l’échantillon, ces effets ne peuvent pas être compensés par des corrections théoriques, et doivent être « calibrés ». Cela signifie que les matériaux d’étalonnage et les inconnus doivent avoir une composition et une mécanique similaires, et qu’un étalonnage donné n’est applicable qu’à une gamme limitée de matériaux. Les verres se rapprochent le plus de l’idéal d’homogénéité et d’isotropie, et pour un travail précis, les minéraux sont généralement préparés en les dissolvant dans un verre boraté, et en les moulant en un disque plat ou une « perle ». Préparés sous cette forme, un étalonnage pratiquement universel est applicable.

  Les autres corrections souvent employées sont la correction du fond et la correction du chevauchement des lignes. Le signal de fond dans un spectre XRF provient principalement de la diffusion des photons du faisceau primaire par la surface de l’échantillon. La diffusion varie en fonction de l’absorption de masse de l’échantillon, étant plus importante lorsque le numéro atomique moyen est faible. Lors de la mesure de traces d’un élément, ou lors de la mesure sur une matrice lumineuse variable, la correction du fond devient nécessaire. Ceci n’est réellement réalisable que sur un spectromètre séquentiel. Le chevauchement des lignes est un problème courant, sachant que le spectre d’un minéral complexe peut contenir plusieurs centaines de lignes mesurables. Parfois, il peut être surmonté en mesurant une ligne moins intense, mais sans chevauchement, mais dans certains cas, une correction est inévitable. Par exemple, la ligne Kα est la seule ligne utilisable pour mesurer le sodium, et elle chevauche la ligne Lβ (L2-M4) du zinc. Ainsi, le zinc, s’il est présent, doit être analysé afin de corriger correctement la valeur du sodium.