Röntgenfluoreszcencia

A primer röntgensugár felhasználását a minta fluoreszcens sugárzásának gerjesztésére először Glocker és Schreiber javasolta 1928-ban. Ma a módszert roncsolásmentes analitikai technikaként és folyamatellenőrző eszközként alkalmazzák számos kitermelő és feldolgozó iparágban. Elvileg a legkönnyebb elem, amely elemezhető, a berillium (Z = 4), de a műszeres korlátok és a könnyű elemek alacsony röntgensugaras hozama miatt gyakran nehéz a nátriumnál (Z = 11) könnyebb elemek mennyiségi meghatározása, hacsak nem végeznek háttérkorrekciókat és nagyon átfogó elemközi korrekciókat.

4. ábra: Az EDX spektrométer sematikus elrendezése

Energiadiszperzív spektrometriaSzerkesztés

Az energiadiszperzív spektrométerekben (EDX vagy EDS) a detektor lehetővé teszi a foton energiájának meghatározását az észleléskor. A detektorok történelmileg szilícium félvezetőkön alapulnak, lítiummal sodort szilíciumkristályok vagy nagy tisztaságú szilíciumszelet formájában.

5. ábra: Egy Si(Li) detektor sematikus formája

Si(Li) detektorokSzerkesztés

Ezek lényegében egy 3-5 mm vastagságú szilícium átmenet típusú p-i-n diódából állnak (ugyanaz, mint a PIN dióda), amelyen -1000 V előfeszítés van. A lítiummal sodort középső rész alkotja a nem vezető i-réteget, ahol a Li kompenzálja a maradék akceptorokat, amelyek egyébként p-típussá tennék a réteget. Amikor egy röntgenfoton áthalad rajta, elektron-lyuk párok rajának kialakulását idézi elő, és ez feszültségimpulzust okoz. A kellően alacsony vezetőképesség eléréséhez a detektort alacsony hőmérsékleten kell tartani, és a legjobb felbontás érdekében folyékony nitrogén hűtést kell alkalmazni. Némi felbontásveszteséggel a sokkal kényelmesebb Peltier-hűtés is alkalmazható.

WaferdetektorokSzerkesztés

A közelmúltban rutinszerűen elérhetővé váltak az alacsony vezetőképességű, nagy tisztaságú szilíciumszeletek. A Peltier-effektussal hűtve ez olcsó és kényelmes detektort biztosít, bár még mindig a folyékony nitrogénnel hűtött Si(Li) detektor rendelkezik a legjobb felbontással (azaz a különböző fotonenergiák megkülönböztetésének képességével).

ErősítőkSzerkesztés

A detektor által generált impulzusokat impulzusformáló erősítők dolgozzák fel. Az erősítőnek időbe telik, amíg az impulzust az optimális felbontás érdekében alakítja, ezért kompromisszumot kell kötni a felbontás és a számlálási sebesség között: a jó felbontáshoz szükséges hosszú feldolgozási idő “impulzushalmozódást” eredményez, amelyben az egymást követő fotonok impulzusai átfedik egymást. A többfotonos események azonban jellemzően időben jobban elhúzódnak (a fotonok nem pontosan egy időben érkeztek), mint az egyfotonos események, ezért az impulzushossz-diszkriminációval ezek nagy része kiszűrhető. Még így is marad egy kis számú halmozódó csúcs, és a nyomelemzést igénylő alkalmazásokban a halmozódáskorrekciót be kell építeni a szoftverbe. A detektor leghatékonyabb kihasználása érdekében a csőáramot úgy kell csökkenteni, hogy a többfotonos eseményeket (a diszkrimináció előtt) ésszerű szinten, pl. 5-20%-on tartsa.

ProcessingEdit

Az impulzusfelhalmozódás korrekciójára és a rosszul felbontott spektrumokból történő adatkivonásra jelentős számítógépes teljesítményt kell fordítani. Ezek a bonyolult korrekciós folyamatok általában empirikus összefüggéseken alapulnak, amelyek idővel változhatnak, így folyamatos éberségre van szükség ahhoz, hogy megfelelő pontosságú kémiai adatokat kapjunk.

FelhasználásSzerkesztés

Az EDX-spektrométerek abban különböznek a WDX-spektrométerektől, hogy kisebbek, egyszerűbb felépítésűek és kevesebb műszaki alkatrészből állnak, azonban az EDX-spektrométerek pontossága és felbontása alacsonyabb, mint a WDX esetében. Az EDX-spektrométerek miniatűr röntgencsöveket vagy gammaforrásokat is használhatnak, ami olcsóbbá teszi őket, valamint lehetővé teszi a miniatürizálást és a hordozhatóságot. Az ilyen típusú műszereket általában hordozható minőségellenőrzési szűrőalkalmazásokhoz használják, például játékok ólom (Pb) tartalmának vizsgálatára, fémhulladékok válogatására és lakossági festékek ólomtartalmának mérésére. Másrészt az alacsony felbontás, valamint az alacsony számlálási sebességgel és a hosszú holtidővel kapcsolatos problémák miatt nem alkalmasak nagy pontosságú elemzésekre. Nagy sebességű, több elemet tartalmazó elemzésekhez azonban nagyon hatékonyak. 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. Bár a hullámhossz-diszperzív spektrométereket alkalmanként a hullámhosszok széles tartományának pásztázására használják, és az EDS-hez hasonlóan spektrumdiagramot készítenek, általában úgy vannak beállítva, hogy csak az érdeklődésre számot tartó elemek emissziós vonalainak hullámhosszán végezzenek méréseket. Ezt két különböző módon érik el:

• A “szimultán” spektrométerek több “csatornával” rendelkeznek, amelyek egyetlen elem vizsgálatára szolgálnak, és mindegyik egy fix geometriájú kristálymonokromátorból, egy detektorból és egy feldolgozó elektronikából áll. Ez lehetővé teszi több elem egyidejű mérését, és a nagy teljesítményű műszerek esetében a teljes, nagy pontosságú elemzések 30 s alatt elvégezhetők. Az elrendezés másik előnye, hogy a fix geometriájú monokromátorokban nincsenek folyamatosan mozgó alkatrészek, így azok nagyon megbízhatóak. A megbízhatóság fontos termelési környezetben, ahol a műszereknek hónapokig megszakítás nélkül kell működniük. A szimultán spektrométerek hátrányai közé tartozik az összetett elemzések viszonylag magas költsége, mivel minden egyes felhasznált csatorna drága. A mérhető elemek száma 15-20 elemre korlátozódik, mivel a fluoreszkáló minta köré zsúfolható monokromátorok számának helykorlátozása miatt. A több monokromátor elhelyezésének szükségessége azt jelenti, hogy a minta körül meglehetősen nyitott elrendezésre van szükség, ami viszonylag nagy cső-minta-kristály távolságot eredményez, ami alacsonyabb detektált intenzitást és több szórást eredményez. A műszer rugalmatlan, mert ha egy új elemet akarunk mérni, új mérőcsatornát kell vásárolni és telepíteni.
• A “szekvenciális” spektrométerek egyetlen változó geometriájú monokromátorral (de általában a kristályok közül való választásra szolgáló elrendezéssel), egyetlen detektoregységgel (de általában egynél több, tandemben elhelyezett detektorral) és egyetlen elektronikai csomaggal rendelkeznek. A műszer úgy van programozva, hogy a hullámhosszok sorozatán keresztül haladjon, minden esetben kiválasztva a megfelelő röntgencsőteljesítményt, a megfelelő kristályt és a megfelelő detektorelrendezést. A mérési program hossza lényegében korlátlan, így ez az elrendezés nagyon rugalmas. Mivel csak egy monokromátor van, a cső-minta-kristály távolságok nagyon rövidek lehetnek, ami minimális veszteséget eredményez a detektált intenzitásban. Nyilvánvaló hátránya a viszonylag hosszú elemzési idő, különösen sok elem elemzése esetén, nemcsak azért, mert az elemeket egymás után kell mérni, hanem azért is, mert a monokromátor geometriájának újbóli beállítása a mérések között bizonyos időt vesz igénybe. Ezenkívül a monokromátor heves aktivitása az analízisprogram során kihívást jelent a mechanikai megbízhatóság szempontjából. A modern szekvenciális műszerekkel azonban még folyamatos használatú alkalmazásokban is majdnem olyan jó megbízhatóságot lehet elérni, mint a szimultán műszerekkel.

MintaelőkészítésSzerkesztés

A cső-minta-detektor egység geometriájának állandóan tartása érdekében a mintát általában lapos, jellemzően 20-50 mm átmérőjű korongként készítik elő. Ezt szabványosított, kis távolságra helyezik el a csőablaktól. Mivel a röntgenintenzitás a fordított négyzetes törvényt követi, az elhelyezés és a felület laposságának tűréshatárainak nagyon szorosnak kell lenniük ahhoz, hogy a röntgenáram megismételhető legyen. A mintakorongok előállításának módjai változatosak: a fémeket megmunkálhatják, az ásványokat finomra őrölhetik és tablettává préselhetik, az üvegeket pedig a kívánt formára önthetik. A sík és reprezentatív mintafelület előállításának további oka, hogy a könnyebb elemekből származó másodlagos röntgensugárzás gyakran csak a minta felső néhány mikrométeres felületéről indul ki. A felületi egyenetlenségek hatásának további csökkentése érdekében a mintát általában 5-20 fordulat/perc fordulatszámon pörgetik. Biztosítani kell, hogy a minta kellően vastag legyen ahhoz, hogy a teljes primer sugárnyalábot elnyelje. A magasabb Z-értékű anyagok esetében néhány milliméteres vastagság is elegendő, de egy könnyű elemeket tartalmazó mátrix, például szén esetében 30-40 mm vastagságra van szükség.

7. ábra: Bragg-diffrakciós feltétel

MonokromátorokSzerkesztés

A monokromátorok közös jellemzője a minta, a kristály és a detektor közötti szimmetrikus geometria fenntartása. Ebben a geometriában érhető el a Bragg-diffrakciós feltétel.

A röntgensugárzás emissziós vonalai nagyon keskenyek (lásd a 2. ábrát), ezért a szögeket nagy pontossággal kell meghatározni. Ezt kétféleképpen lehet elérni:

Lapos kristály Söller-kollimátorokkalSzerkesztés

A Söller-kollimátor párhuzamos, egymástól néhány tizedmilliméter távolságra lévő fémlemezek halmaza. A szögfelbontás javításához meg kell hosszabbítani a kollimátort és/vagy csökkenteni a lemezek távolságát. Ennek az elrendezésnek előnye az egyszerűség és a viszonylag alacsony költség, de a kollimátorok csökkentik az intenzitást és növelik a szórást, valamint csökkentik a minta és a kristály “látható” területét. A geometria egyszerűsége különösen hasznos a változtatható geometriájú monokromátorok esetében.

8. ábra: Lapos kristály Soller kollimátorokkal

9. ábra: Görbe kristály résekkel

Görbe kristály résekkelSzerkesztés

A Rowland-kör geometriája biztosítja, hogy a rések mindkettő fókuszban legyen, de ahhoz, hogy a Bragg-feltétel minden ponton teljesüljön, a kristályt először 2R sugarúvá kell hajlítani (ahol R a Rowland-kör sugara), majd R sugarúvá kell csiszolni. Ez az elrendezés nagyobb intenzitást (jellemzően 8-szoros) tesz lehetővé nagyobb felbontás (jellemzően 4-szeres) és alacsonyabb háttér mellett. A Rowland-kör geometria megtartásának mechanikája egy változó szögű monokromátorban azonban rendkívül nehéz. A fix szögű monokromátorok esetében (szimultán spektrométerekben való használatra) a logaritmikus spirál alakúra hajlított kristályok adják a legjobb fókuszálási teljesítményt. Az ívelt kristályok elfogadható tűréshatárokkal történő előállítása jelentősen megnöveli az árukat.

Kristályok anyagaiSzerkesztés

A röntgendiffrakció intuitív megértése a diffrakció Bragg-modelljéből adódik. Ebben a modellben egy adott visszaverődéshez a kristályon keresztül futó, egyenletes távolságban lévő lapok halmaza társul, amelyek általában a kristályrács atomjainak középpontjain haladnak keresztül. Egy adott lapcsoport orientációját a három Miller-indexével (h, k, l) azonosítjuk, távolságukat pedig d-vel jelöljük. William Lawrence Bragg egy olyan modellt javasolt, amelyben a beérkező röntgensugarak minden síkról tükörszerűen (tükörszerűen) szóródnak; ebből a feltételezésből kiindulva a szomszédos síkokból szórt röntgensugarak konstruktívan egyesülnek (konstruktív interferencia), ha a sík és a röntgensugár közötti θ szög olyan úthossz-különbséget eredményez, amely a λ röntgenhullámhossz egész számú n-szerese (7. ábra).)

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

A diffrakciós kristály kívánatos jellemzői a következők:

• Nagy diffrakciós intenzitás
• Nagy diszperzió
• Szűk diffrakciós csúcsszélesség
• Nagy csúcs-háttér viszony
• Zavaró elemek hiánya
• Kis hőtágulási együttható
• Szabályozhatóság levegőn és X-nek való expozíció esetén
• Szabályozhatóság X-sugárzás
• Készenlét
• alacsony költség

Az egyszerű szerkezetű kristályok általában a legjobb diffrakciós teljesítményt nyújtják. A nehéz atomokat tartalmazó kristályok jól diffraktálnak, de a magasabb energiájú tartományban jobban fluoreszkálnak is, ami interferenciát okoz. A vízben oldódó, illékony vagy szerves kristályok általában gyenge stabilitást adnak.

A leggyakrabban használt kristályanyagok közé tartozik a LiF (lítium-fluorid), ADP (ammónium-dihidrogén-foszfát), Ge (germánium), Si (szilícium), grafit, InSb (indium-antimonid), PE (tetrakis-(hidroxi-metil)-metán, más néven pentaeritritol), KAP (kálium-hidrogén-ftalát), RbAP (rubídium-hidrogén-ftalát) és TlAP (tallium(I)-hidrogén-ftalát). Emellett egyre gyakrabban alkalmaznak “réteges szintetikus mikroszerkezeteket” (LSM), amelyek olyan “szendvics” szerkezetű anyagok, amelyek alacsony atomszámú mátrix egymást követő vastag rétegeiből és egy nehézelem egyatomos rétegeiből állnak. Ezek elvileg testre szabottan gyárthatók, hogy bármilyen kívánt hosszú hullámhosszú diffrakciót eredményezzenek, és széles körben használják őket a Li és Mg közötti tartományba tartozó elemek esetében.

A röntgen/neutron vagy elektron diffrakciót alkalmazó tudományos módszerekben az előbb említett diffrakciós síkok megduplázhatók, hogy magasabb rendű reflexiókat jelenítsenek meg. Az adott síkok, amelyek a Miller-indexekből adódnak, kiszámíthatók egy kristályra. Az így kapott h,k és l értékeket azután Laue-indexeknek nevezzük. így egy kristály variálható oly módon, hogy az adott kristály többféle reflexiós konfigurációja is használható különböző energiatartományok visszaverődésére. a germánium (Ge111) kristály például Ge333, Ge444 és így tovább is használható.

Ezért az adott kísérleti elrendezéshez használt megfelelő indexeket mindig a kristály anyaga mögött jegyzik fel(pl. 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 }}

-vonalak intenzitása és energiája a fém oxidációs állapotával és a ligandum(ok) fajával változik. A spin-állapotok jelentősége egy vegyületben nagy különbséget jelent az ilyen típusú méréseknél is:

Ez azt jelenti, hogy e spektrális vonalak intenzív tanulmányozásával számos döntő fontosságú információt nyerhetünk egy mintáról. Különösen, ha vannak olyan referenciák, amelyeket részletesen tanulmányoztak, és amelyekből különbségek állapíthatók meg. Az ilyen jellegű mérésekkel gyűjtött információk közé tartozik:

• A központi fématom oxidációs állapota egy vegyületben (K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}} eltolódása).
  

  -fővonal alacsony spinű komplexekben)

• Átmenetifém-komplexek spin-állapotai(a K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}}} általános alakja.
  

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

  

  -fővonalak)

• Structural Electronic Configuration around Central Metal Atom(határozza meg a K β 2 , 5 {\displaystyle K_{\beta 2,5}}} intenzitását, kiszélesedését, elkeskenyedését és pilotálását.
  

  – és K β ″ {\displaystyle K_{\beta ”}}}

  

  -vonalak)

Az ilyen jellegű méréseket többnyire szinkrotronberendezésekben végzik, bár számos úgynevezett “In-Lab”-Spektrométert fejlesztettek ki és használnak a sugárzás előtti (szinkrotronban töltött idő) mérésekre.

DetektorokSzerkesztés

A hullámhossz-diszperzív spektrometriához használt detektoroknak nagy impulzusfeldolgozási sebességgel kell rendelkezniük, hogy megbirkózzanak az elérhető nagyon magas fotonszámlálási sebességgel. Ezenkívül megfelelő energiafelbontásra van szükségük ahhoz, hogy a háttérzajt és a primer sugárból vagy a kristály fluoreszcenciájából származó zavaró fotonokat ki lehessen szűrni. Négy gyakori detektortípus létezik:

• gázáramlással arányos számlálók
• zárt gázdetektorok
• szcintillációs számlálók
• félvezető detektorok

11. ábra: Gázáramlás-arányos számláló elrendezése

A gázáramlás-arányos számlálókat elsősorban hosszabb hullámhosszak érzékelésére használják. A gáz folyamatosan áramlik át rajta. Több detektor esetén a gáz sorban halad át rajtuk, majd a hulladékba vezetik. A gáz általában 90% argon, 10% metán (“P10”), bár az argon helyettesíthető neonnal vagy héliummal, ha nagyon hosszú hullámhosszakat (5 nm felett) kell detektálni. Az argont a beérkező röntgenfotonok ionizálják, és az elektromos tér ezt a töltést mérhető impulzussá sokszorozza. A metán elnyomja a fluoreszcens fotonok képződését, amelyet az argonionok és a kóbor elektronok rekombinációja okoz. Az anódhuzal jellemzően 20-60 μm átmérőjű volfrám vagy nikróm. Mivel a kapott impulzuserősség lényegében arányos a detektorkamra átmérőjének és a huzal átmérőjének arányával, finom huzalra van szükség, de elég erősnek is kell lennie ahhoz, hogy feszültség alatt lehessen tartani, hogy pontosan egyenes és koncentrikus maradjon a detektorral. Az ablaknak vezetőnek kell lennie, elég vékonynak ahhoz, hogy a röntgensugarakat hatékonyan továbbítsa, de elég vastagnak és erősnek ahhoz, hogy a detektorgáz diffúziója a monokromátor-kamra nagy vákuumába minimálisra csökkenjen. Gyakran használt anyagok a berilliumfém, az aluminizált PET-fólia és az aluminizált polipropilén. A hosszú hullámhosszú, alacsony áthatolású, alacsony áthatolású ablakok (1 μm-ig) nagyon drágák. Az impulzusokat elektronikusan, “impulzusmagasság-válogatással” válogatják szét, hogy elkülönítsék azokat az impulzusokat, amelyek a másodlagos röntgenfotonokból származnak, amelyeket számolnak.

A zárt gázdetektorok hasonlóak a gázáramlással arányos számlálóhoz, azzal a különbséggel, hogy a gáz nem áramlik át rajta. A gáz általában kripton vagy xenon, néhány atmoszféra nyomáson. Általában a 0,15-0,6 nm-es hullámhossztartományban alkalmazzák őket. Elvileg hosszabb hullámhosszakon is alkalmazhatók, de korlátozza őket a nagy nyomáskülönbséget elviselni képes vékony ablak előállításának problémája.

A szcintillációs számlálók egy szcintilláló kristályból (általában talliummal adalékolt nátrium-jodidból) állnak, amelyhez egy fotomultiplikátor csatlakozik. A kristály minden egyes elnyelt fotonra egy szcintillációs csoportot hoz létre, amelynek száma arányos a foton energiájával. Ez a fotonsokszorozóból a foton energiájával arányos feszültségű impulzust eredményez. A kristályt egy viszonylag vastag alumínium/berillium fólia ablakkal kell védeni, ami a detektor használatát a 0,25 nm alatti hullámhosszakra korlátozza. A szcintillációs számlálókat gyakran sorba kapcsolják egy gázáramlással arányos számlálóval: ez utóbbi a bemenettel szemben egy kimeneti ablakkal van ellátva, amelyhez a szcintillációs számlálót csatlakoztatják. Ezt az elrendezést különösen a szekvenciális spektrométerekben használják.

A félvezető detektorok elméletileg használhatók, és alkalmazásuk a technológia fejlődésével egyre növekszik, de történelmileg a WDX-re való alkalmazásukat lassú reakciójuk korlátozta (lásd EDX).

Egy XRF-elemzésre szánt üveg “gyöngy” mintát öntenek körülbelül 1100 °C-on egy Herzog automata olvasztógépen egy cementgyár minőségellenőrző laboratóriumában. 1 (fent): olvasztás, 2: az öntőforma előmelegítése, 3: az olvadék kiöntése, 4: a “gyöngy” lehűtése

Elemzési eredmények kinyeréseSzerkesztés

A röntgenfotonszámlálási arányok elemkoncentrációra történő átszámítása első látásra egyszerűnek tűnik: A WDX hatékonyan választja szét a röntgenvonalakat, és a másodlagos fotonok keletkezési sebessége arányos az elemkoncentrációval. A mintát elhagyó fotonok számát azonban a minta fizikai tulajdonságai is befolyásolják: ez az úgynevezett “mátrixhatás”. Ezek nagyjából három kategóriába sorolhatók:

• röntgensugár-abszorpció
• röntgensugár-erősítés
• minták makroszkopikus hatásai

Minden elem bizonyos mértékben elnyeli a röntgensugarakat. Minden elemnek van egy jellegzetes abszorpciós spektruma, amely sávok “fűrészfogas” egymásutánjából áll, amelynek minden egyes lépcsőváltozása az elem valamelyik emissziós vonalához közeli hullámhosszú. Az abszorpció tompítja a mintából kilépő másodlagos röntgensugarakat. Például a szilícium tömegelnyelési együtthatója az alumínium Kα-vonal hullámhosszán 50 m²/kg, míg a vasé 377 m²/kg. Ez azt jelenti, hogy egy adott alumíniumkoncentráció egy vasmátrixban csak a hetedét adja a számlálási aránynak a szilíciummátrixban lévő azonos alumíniumkoncentrációhoz képest. Szerencsére a tömegelnyelési együtthatók jól ismertek és kiszámíthatók. Egy több elemet tartalmazó minta abszorpciójának kiszámításához azonban ismerni kell az összetételt. Ismeretlen minta elemzéséhez ezért iteratív eljárást kell alkalmazni. A tömegelnyelés pontos levezetéséhez szükség lehet az XRF által nem mért elemek koncentrációjára vonatkozó adatokra, és ezek becslésére különböző stratégiákat alkalmaznak. Például cementelemzésnél az oxigén (amelyet nem mérnek) koncentrációját úgy számítják ki, hogy feltételezik, hogy az összes többi elem standard oxidokként van jelen.

Az erősítés akkor következik be, amikor egy nehezebb elem által kibocsátott másodlagos röntgensugárzás elég energikus ahhoz, hogy egy könnyebb elem további másodlagos emisszióját stimulálja. Ez a jelenség is modellezhető, és korrekciókat lehet végezni, feltéve, hogy a mátrix teljes összetétele levezethető.

A minta makroszkopikus hatásai a minta inhomogenitásából és a minta felületén uralkodó nem reprezentatív körülményekből adódnak. A minták ideális esetben homogének és izotrópok, de gyakran eltérnek ettől az ideáltól. Az ásványi porok több kristályos összetevőjének keverékei olyan abszorpciós hatásokat eredményezhetnek, amelyek eltérnek az elmélet alapján számítható hatásoktól. Amikor egy port tablettává préselnek, a finomabb ásványok a felszínen koncentrálódnak. A gömb alakú szemcsék hajlamosabbak a felszínre vándorolni, mint a szögletes szemcsék. Megmunkált fémeknél az ötvözet lágyabb összetevői hajlamosak elkenődni a felületen. Jelentős gondosságra és találékonyságra van szükség e hatások minimalizálásához. Mivel ezek a mintaelőkészítés módszerének műtárgyai, ezeket a hatásokat nem lehet elméleti korrekciókkal kompenzálni, és “be kell kalibrálni”. Ez azt jelenti, hogy a kalibráló anyagoknak és az ismeretleneknek összetételileg és mechanikai szempontból hasonlónak kell lenniük, és egy adott kalibráció csak az anyagok korlátozott körére alkalmazható. Az üvegek közelítik meg leginkább a homogenitás és az izotrópia ideálját, és a pontos munka érdekében az ásványokat általában úgy készítik elő, hogy feloldják őket borátos üvegben, és lapos korongba vagy “gyöngybe” öntik. Ilyen formában elkészítve gyakorlatilag univerzális kalibráció alkalmazható.

A gyakran alkalmazott további korrekciók közé tartozik a háttérkorrekció és a vonalátfedés korrekciója. Az XRF-spektrumban a háttérjel elsősorban a primer sugár fotonjainak a minta felületén történő szórásából származik. A szórás a minta tömegelnyelésével változik, és akkor a legnagyobb, ha az átlagos atomszám alacsony. Egy elem nyomnyi mennyiségének mérésekor vagy változó fénymátrixon történő méréskor a háttérkorrekcióra van szükség. Ez valójában csak szekvenciális spektrométeren lehetséges. A vonalak átfedése gyakori probléma, figyelembe véve, hogy egy összetett ásvány spektruma több száz mérhető vonalat is tartalmazhat. Néha ez kiküszöbölhető egy kevésbé intenzív, de átfedésmentes vonal mérésével, de bizonyos esetekben elkerülhetetlen a korrekció. Például a Kα az egyetlen használható vonal a nátrium mérésére, és ez átfedi a cink Lβ (L2-M4) vonalát. Így a cinket, ha jelen van, elemezni kell ahhoz, hogy a nátriumértéket megfelelően korrigálni lehessen.