Fluorescența cu raze X

Figura 5: Forma schematică a unui detector Si(Li)

Detectoare Si(Li)Edit

Celea constau, în esență, dintr-o diodă p-i-n de tip joncțiune de siliciu cu grosimea de 3-5 mm, de tip joncțiune p-i-n (la fel ca dioda PIN) cu o polarizare de -1000 V pe ea. Partea centrală derivată cu litiu formează stratul i neconductor, în care Li compensează acceptorii reziduali care altfel ar face ca stratul să fie de tip p. Atunci când un foton de raze X trece prin el, acesta determină formarea unui roi de perechi de electroni și găuri, ceea ce produce un impuls de tensiune. Pentru a obține o conductivitate suficient de scăzută, detectorul trebuie menținut la o temperatură scăzută, iar pentru cea mai bună rezoluție trebuie folosită răcirea cu azot lichid. Cu o anumită pierdere de rezoluție, se poate folosi răcirea Peltier, mult mai convenabilă.

Detectoare de placheteEdit

Mai recent, plachete de siliciu de înaltă puritate cu conductivitate scăzută au devenit disponibile în mod obișnuit. Răcite prin efectul Peltier, acestea oferă un detector ieftin și convenabil, deși detectorul Si(Li) răcit cu azot lichid are în continuare cea mai bună rezoluție (adică capacitatea de a distinge diferite energii de fotoni).

AmplificatoareEdit

Impulsurile generate de detector sunt procesate de amplificatoare de modelare a impulsurilor. Amplificatorul are nevoie de timp pentru a modela impulsul pentru o rezoluție optimă și, prin urmare, există un compromis între rezoluție și rata de numărare: un timp lung de procesare pentru o rezoluție bună are ca rezultat „îngrămădirea impulsurilor”, în care impulsurile de la fotoni succesivi se suprapun. Cu toate acestea, evenimentele cu mai mulți fotoni sunt, de obicei, mai îndelungate în timp (fotonii nu au sosit exact în același timp) decât evenimentele cu un singur foton și, prin urmare, discriminarea lungimii impulsului poate fi utilizată pentru a filtra cele mai multe dintre acestea. Chiar și așa, un număr mic de vârfuri de pile-up va rămâne, iar corecția pile-up ar trebui să fie integrată în software în aplicațiile care necesită analiza urmelor. Pentru a utiliza cât mai eficient detectorul, curentul tubului ar trebui redus pentru a menține evenimentele multifotonice (înainte de discriminare) la un nivel rezonabil, de exemplu 5-20%.

ProcessingEdit

Puterea considerabilă a calculatorului este dedicată corectării acumulării de impulsuri și extragerii de date din spectre slab rezolvate. Aceste procese elaborate de corecție tind să se bazeze pe relații empirice care se pot schimba în timp, astfel încât este necesară o vigilență continuă pentru a obține date chimice cu o precizie adecvată.

UtilizareEdit

Spectrometrele EDX sunt diferite de spectrometrele WDX prin faptul că sunt mai mici, mai simple în proiectare și au mai puține piese tehnice, însă precizia și rezoluția spectrometrelor EDX sunt mai mici decât cele ale WDX. Spectrometrele EDX pot utiliza, de asemenea, tuburi miniaturale de raze X sau surse gamma, ceea ce le face mai ieftine și permite miniaturizarea și portabilitatea. Acest tip de instrument este utilizat în mod obișnuit pentru aplicații portabile de screening pentru controlul calității, cum ar fi testarea jucăriilor pentru determinarea conținutului de plumb (Pb), sortarea deșeurilor metalice și măsurarea conținutului de plumb al vopselelor rezidențiale. Pe de altă parte, rezoluția scăzută și problemele legate de rata scăzută de numărare și de timpul mort lung le fac inferioare pentru analize de mare precizie. Cu toate acestea, ele sunt foarte eficiente pentru analiza multielementală de mare viteză. 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. Deși spectrometrele cu dispersie de lungime de undă sunt folosite ocazional pentru a scana o gamă largă de lungimi de undă, producând o diagramă a spectrului ca în cazul EDS, acestea sunt de obicei configurate pentru a face măsurători numai la lungimea de undă a liniilor de emisie ale elementelor de interes. Acest lucru se realizează în două moduri diferite:

• Spectrometrele „simultane” au un număr de „canale” dedicate analizei unui singur element, fiecare dintre acestea fiind format dintr-un monocromator cu cristal cu geometrie fixă, un detector și un sistem electronic de procesare. Acest lucru permite măsurarea simultană a unui număr de elemente, iar în cazul instrumentelor de mare putere, se pot obține analize complete de înaltă precizie în mai puțin de 30 s. Un alt avantaj al acestei dispuneri este că monocromatoarele cu geometrie fixă nu au părți în mișcare continuă, fiind astfel foarte fiabile. Fiabilitatea este importantă în mediile de producție în care se așteaptă ca instrumentele să funcționeze fără întrerupere timp de luni întregi. Dezavantajele spectrometrelor simultane includ un cost relativ ridicat pentru analizele complexe, deoarece fiecare canal utilizat este costisitor. Numărul de elemente care pot fi măsurate este limitat la 15-20, din cauza limitărilor de spațiu în ceea ce privește numărul de monocromatoare care pot fi înghesuite în jurul probei fluorescente. Necesitatea de a găzdui mai multe monocromatoare înseamnă că este necesară o dispunere mai degrabă deschisă în jurul probei, ceea ce duce la distanțe relativ mari între tub, probă și cristal, ceea ce duce la intensități detectate mai mici și la o mai mare dispersie. Instrumentul este inflexibil, deoarece dacă trebuie măsurat un nou element, trebuie cumpărat și instalat un nou canal de măsurare.
• Spectrometrele „secvențiale” au un singur monocromator cu geometrie variabilă (dar, de obicei, cu un aranjament pentru a selecta dintr-o gamă de cristale), un singur ansamblu detector (dar, de obicei, cu mai mult de un detector dispus în tandem) și un singur pachet electronic. Instrumentul este programat să se deplaseze printr-o secvență de lungimi de undă, selectând în fiecare caz puterea corespunzătoare a tubului cu raze X, cristalul corespunzător și aranjamentul corespunzător al detectorului. Lungimea programului de măsurare este practic nelimitată, astfel încât acest aranjament este foarte flexibil. Deoarece există un singur monocromator, distanțele dintre tub, eșantion și cristal pot fi menținute foarte scurte, ceea ce duce la o pierdere minimă de intensitate detectată. Dezavantajul evident este timpul de analiză relativ lung, în special atunci când se analizează mai multe elemente, nu numai pentru că elementele sunt măsurate succesiv, ci și pentru că este necesar un anumit timp pentru reajustarea geometriei monocromatorului între măsurători. În plus, activitatea frenetică a monocromatorului în timpul unui program de analiză reprezintă o provocare pentru fiabilitatea mecanică. Cu toate acestea, instrumentele secvențiale moderne pot atinge o fiabilitate aproape la fel de bună ca și cea a instrumentelor simultane, chiar și în aplicațiile cu utilizare continuă.

Pregătirea probeiEdit

Pentru a menține constantă geometria ansamblului tub-cameră-detector, proba se pregătește în mod normal sub forma unui disc plat, de obicei cu un diametru de 20-50 mm. Acesta este amplasat la o distanță mică, standardizată, față de fereastra tubului. Deoarece intensitatea razelor X urmează o lege pătratică inversă, toleranțele pentru această plasare și pentru planeitatea suprafeței trebuie să fie foarte stricte pentru a menține un flux de raze X repetabil. Modalitățile de obținere a discurilor de eșantionare variază: metalele pot fi prelucrate în funcție de formă, mineralele pot fi măcinate fin și presate într-o pastilă, iar sticlele pot fi turnate la forma necesară. Un alt motiv pentru obținerea unei suprafețe plane și reprezentative a probei este faptul că razele X secundare de la elementele mai ușoare emit adesea numai din cei câțiva micrometri superiori ai probei. Pentru a reduce și mai mult efectul neregularităților de suprafață, proba se învârte de obicei la 5-20 rpm. Este necesar să se asigure că proba este suficient de groasă pentru a absorbi întregul fascicul primar. Pentru materialele cu un Z superior, o grosime de câțiva milimetri este adecvată, dar pentru o matrice cu elemente ușoare, cum ar fi cărbunele, este necesară o grosime de 30-40 mm.

Figura 7: Condiția de difracție Bragg

MonocromatoareEdit

Caracteristica comună a monocromatoarelor este menținerea unei geometrii simetrice între eșantion, cristal și detector. În această geometrie se obține condiția de difracție Bragg.

Liniile de emisie a razelor X sunt foarte înguste (a se vedea figura 2), astfel încât unghiurile trebuie definite cu o precizie considerabilă. Acest lucru se realizează în două moduri:

Cristal plat cu colimatoare SöllerEdit

Un colimator Söller este o stivă de plăci metalice paralele, distanțate la câteva zecimi de milimetru. Pentru a îmbunătăți rezoluția unghiulară, trebuie să se prelungească colimatorul, și/sau să se reducă distanța dintre plăci. Acest aranjament are avantajul simplității și al costului relativ scăzut, dar colimatoarele reduc intensitatea și sporesc împrăștierea și reduc suprafața de probă și cristal care poate fi „văzută”. Simplitatea geometriei este utilă în special pentru monocromatoarele cu geometrie variabilă.

Figura 8: Cristal plat cu colimatoare Soller

Figura 9: Cristal curbat cu fante

Cristal curbat cu fanteEdit

Geometria cercului Rowland asigură faptul că fantele sunt ambele focalizate, dar pentru ca condiția Bragg să fie îndeplinită în toate punctele, cristalul trebuie mai întâi să fie curbat la o rază de 2R (unde R este raza cercului Rowland), apoi rectificat la o rază de R. Acest aranjament permite intensități mai mari (de obicei de 8 ori) cu o rezoluție mai mare (de obicei de 4 ori) și un fond mai mic. Cu toate acestea, mecanica menținerii geometriei cercului Rowland într-un monocromator cu unghi variabil este extrem de dificilă. În cazul monocromatoarelor cu unghi fix (pentru utilizare în spectrometre simultane), cristalele îndoite în formă de spirală logaritmică oferă cea mai bună performanță de focalizare. Fabricarea cristalelor curbate la toleranțe acceptabile crește considerabil prețul acestora.

Materiale cristalineEdit

O înțelegere intuitivă a difracției razelor X poate fi obținută din modelul de difracție Bragg. În acest model, o anumită reflexie este asociată cu un set de foițe uniform distanțate care traversează cristalul, trecând de obicei prin centrele atomilor din rețeaua cristalină. Orientarea unui anumit set de foițe este identificată prin cei trei indici Miller (h, k, l), iar distanța dintre ele să fie notată cu d. William Lawrence Bragg a propus un model în care razele X primite sunt împrăștiate specular (în oglindă) din fiecare plan; pornind de la această ipoteză, razele X împrăștiate din planuri adiacente se vor combina constructiv (interferență constructivă) atunci când unghiul θ dintre plan și razele X are ca rezultat o diferență de lungime a traiectoriei care este un multiplu întreg n al lungimii de undă a razelor X λ. (Fig.7)

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

Caracteristicile dezirabile ale unui cristal de difracție sunt:

• Intensitate mare de difracție
• Dispersie mare
• Lărgime îngustă a vârfului difractat
• Lărgime mare a vârfului față de fond
• Absența elementelor de interferență
• Coeficient de dilatare termică scăzut
• Stabilitate în aer și la expunerea la X-.raze
• Disponibilitate imediată
• Cost redus

Cristalele cu structuri simple tind să ofere cele mai bune performanțe de difracție. Cristalele care conțin atomi grei pot difracta bine, dar, de asemenea, prezintă o fluorescență mai mare în regiunea de energie superioară, provocând interferențe. Cristalele care sunt solubile în apă, volatile sau organice tind să dea o stabilitate slabă.

Materialele cristaline utilizate în mod obișnuit includ LiF (fluorură de litiu), ADP (dihidrogenofosfat de amoniu), Ge (germaniu), Si (siliciu), grafit, InSb (antimonoxid de indiu), PE (tetrakis-(hidroximetil)-metan, cunoscut și sub numele de pentaeritritol), KAP (hidrogenoftalat de potasiu), RbAP (hidrogenoftalat de rubidiu) și TlAP (hidrogenoftalat de taliu(I)). În plus, se utilizează din ce în ce mai mult „microstructurile sintetice stratificate” (LSM), care sunt materiale structurate în formă de „sandwich” care cuprind straturi groase succesive de matrice cu număr atomic scăzut și straturi monatomice de un element greu. Acestea pot fi, în principiu, fabricate la comandă pentru a difracta orice lungime de undă lungă dorită și sunt utilizate pe scară largă pentru elemente din intervalul de la Li la Mg.

În metodele științifice care utilizează difracția de raze X/neutroni sau electroni, planurile de difracție menționate anterior pot fi dublate pentru a afișa reflexii de ordin superior. Planurile date, rezultate din indicii Miller, pot fi calculate pentru un singur cristal. Valorile rezultate pentru h, k și l se numesc apoi indici Laue.Astfel, un singur cristal poate fi variabil în așa fel, încât mai multe configurații de reflexie ale acelui cristal pot fi folosite pentru a reflecta diferite intervale de energie.Cristalul de germaniu (Ge111), de exemplu, poate fi folosit și ca Ge333, Ge444 și altele.

Pentru acest motiv, indicii corespunzători folosiți pentru un anumit montaj experimental se notează întotdeauna în spatele materialului cristalin (de 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 }}

-intensitățile și energiile liniilor se modifică cu starea de oxidare a metalului și cu specia de ligand(i). Importanța stărilor de spin dintr-un compus tinde să facă mari diferențe în acest tip de măsurători, de asemenea..:

Acest lucru înseamnă că, prin studierea intensă a acestor linii spectrale, se pot obține mai multe informații cruciale dintr-un eșantion. Mai ales, dacă există referințe care au fost studiate în detaliu și care pot fi folosite pentru a scoate în evidență diferențele. Printre informațiile culese din acest tip de măsurători se numără:

• Starea de oxidare a atomului metalic central dintr-un compus (deplasări de K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}}.
  

  -linie principală în complecșii cu spin scăzut)

• Statele de spin ale complexelor metalelor de tranziție(forma generală a K β 1 , 3 {\displaystyle K_{\beta 1,3}}
  

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

  

  -principii)

• Configurația electronică structurală în jurul atomului metalic central(determinați intensitatea, lărgirea, coada și pilotarea lui K β 2 , 5 {\displaystyle K_{\beta 2,5}}
  

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

  

  -linii)

Aceste tipuri de măsurători se efectuează în principal la instalațiile de sincrotron, deși au fost dezvoltate și utilizate o serie de așa-numite spectrometre „In-Lab”-Spectrometre pentru măsurători înainte de momentul fasciculului (timpul petrecut la un sincrotron).

DetectoareEdit

Detectoarele utilizate pentru spectrometria dispersivă în lungime de undă trebuie să aibă viteze mari de procesare a impulsurilor pentru a face față ratelor foarte mari de numărare a fotonilor care pot fi obținute. În plus, aceștia au nevoie de o rezoluție energetică suficientă pentru a permite filtrarea zgomotului de fond și a fotonilor nepotriviți din fasciculul primar sau din fluorescența cristalului. Există patru tipuri obișnuite de detectoare:

• contoare proporționale cu fluxul de gaz
• detectoare de gaz sigilate
• contoare cu scintilație
• detectoare cu semiconductori

Figura 11: Dispunerea contorului proporțional al fluxului de gaz

Contoarele proporționale ale fluxului de gaz sunt utilizate în principal pentru detectarea lungimilor de undă mai mari. Gazul curge prin el în mod continuu. În cazul în care există mai multe detectoare, gazul este trecut prin ele în serie, apoi condus la deșeuri. De obicei, gazul este 90% argon, 10% metan („P10”), deși argonul poate fi înlocuit cu neon sau heliu atunci când trebuie detectate lungimi de undă foarte mari (peste 5 nm). Argonul este ionizat de fotonii de raze X care intră, iar câmpul electric multiplică această sarcină într-un impuls măsurabil. Metanul suprimă formarea de fotoni fluorescenți cauzată de recombinarea ionilor de argon cu electronii rătăcitori. Firul anodic este, de obicei, tungsten sau nicrom cu un diametru de 20-60 μm. Deoarece intensitatea impulsului obținut este în mod esențial proporțională cu raportul dintre diametrul camerei detectorului și diametrul firului, este necesar un fir fin, dar acesta trebuie să fie, de asemenea, suficient de rezistent pentru a fi menținut sub tensiune astfel încât să rămână exact drept și concentric cu detectorul. Fereastra trebuie să fie conductoare, suficient de subțire pentru a transmite eficient razele X, dar suficient de groasă și de rezistentă pentru a minimiza difuzia gazului detectorului în vidul ridicat al camerei monocromatorului. Materialele utilizate frecvent sunt beriliu metalic, folie PET aluminizată și polipropilenă aluminizată. Ferestrele ultra-subțiri (până la 1 μm) pentru utilizarea cu lungimi de undă lungi cu penetrare redusă sunt foarte scumpe. Impulsurile sunt sortate electronic prin „selectarea înălțimii impulsului” pentru a izola acele impulsuri care provin de la fotonii secundari de raze X care sunt numărați.

Detectoarele de gaz sigilate sunt similare cu contorul proporțional cu fluxul de gaz, cu excepția faptului că gazul nu curge prin el. Gazul este de obicei kripton sau xenon la o presiune de câteva atmosfere. Ei se aplică de obicei la lungimi de undă în intervalul 0,15-0,6 nm. Sunt aplicabile în principiu la lungimi de undă mai mari, dar sunt limitate de problema fabricării unei ferestre subțiri capabile să reziste la diferența de presiune ridicată.

Contoarele cu scintilație constau dintr-un cristal scintilant (de obicei din iodură de sodiu dopat cu taliu) atașat la un fotomultiplicator. Cristalul produce un grup de scintilații pentru fiecare foton absorbit, numărul fiind proporțional cu energia fotonului. Acest lucru se traduce printr-un impuls din partea fotomultiplicatorului cu o tensiune proporțională cu energia fotonului. Cristalul trebuie să fie protejat cu o fereastră relativ groasă din folie de aluminiu/beriliu, ceea ce limitează utilizarea detectorului la lungimi de undă sub 0,25 nm. Contoarele de scintilații sunt adesea conectate în serie cu un contor proporțional cu fluxul de gaz: acesta din urmă este prevăzut cu o fereastră de ieșire opusă celei de intrare, la care este atașat contorul de scintilații. Acest aranjament este utilizat în special în spectrometrele secvențiale.

Detectorii semiconductori pot fi utilizați în teorie, iar aplicațiile lor sunt în creștere pe măsură ce tehnologia lor se îmbunătățește, dar, din punct de vedere istoric, utilizarea lor pentru WDX a fost restricționată de răspunsul lor lent (a se vedea EDX).

Un specimen de „perlă” de sticlă pentru analiza XRF fiind turnat la aproximativ 1100 °C într-o mașină automată de fuziune Herzog într-un laborator de control al calității unei fabrici de ciment. 1 (sus): topirea, 2: preîncălzirea matriței, 3: turnarea topiturii, 4: răcirea „fagurelui”

Extragerea rezultatelor analiticeEdit

La prima vedere, traducerea ratelor de numărare a fotonilor de raze X în concentrații elementare ar părea a fi simplă: WDX separă eficient liniile de raze X, iar rata de generare a fotonilor secundari este proporțională cu concentrația elementului. Cu toate acestea, numărul de fotoni care părăsesc proba este, de asemenea, afectat de proprietățile fizice ale probei: așa-numitele „efecte de matrice”. Acestea se împart, în linii mari, în trei categorii:

• absorbția razelor X
• îmbunătățirea razelor X
• efecte macroscopice ale probei

Toate elementele absorb razele X într-o anumită măsură. Fiecare element are un spectru de absorbție caracteristic care constă într-o succesiune de franje în „dinți de fierăstrău”, fiecare schimbare de treaptă având lungimea de undă apropiată de o linie de emisie a elementului respectiv. Absorbția atenuează razele X secundare care părăsesc proba. De exemplu, coeficientul de absorbție de masă al siliciului la lungimea de undă a liniei Kα a aluminiului este de 50 m²/kg, în timp ce cel al fierului este de 377 m²/kg. Aceasta înseamnă că o concentrație dată de aluminiu într-o matrice de fier oferă doar o șeptime din rata de numărare în comparație cu aceeași concentrație de aluminiu într-o matrice de siliciu. Din fericire, coeficienții de absorbție în masă sunt bine cunoscuți și pot fi calculați. Cu toate acestea, pentru a calcula absorbția pentru o probă cu mai multe elemente, trebuie cunoscută compoziția. Prin urmare, pentru analiza unui eșantion necunoscut, se utilizează o procedură iterativă. Pentru a calcula cu exactitate absorbția masică, pot fi necesare date privind concentrația elementelor care nu sunt măsurate prin XRF, iar pentru estimarea acestora se folosesc diverse strategii. Ca exemplu, în analiza cimentului, concentrația de oxigen (care nu este măsurat) este calculată presupunând că toate celelalte elemente sunt prezente sub formă de oxizi standard.

Îmbunătățirea are loc atunci când razele X secundare emise de un element mai greu sunt suficient de energetice pentru a stimula emisia secundară suplimentară de la un element mai ușor. Acest fenomen poate fi, de asemenea, modelat și se pot face corecții cu condiția ca întreaga compoziție a matricei să poată fi dedusă.

Efectele macroscopice ale probei constau în efectele neomogenităților probei și în condițiile nereprezentative de la suprafața acesteia. Eșantioanele sunt în mod ideal omogene și izotrope, dar ele se abat adesea de la acest ideal. Amestecurile de componente cristaline multiple din pulberile minerale pot avea ca rezultat efecte de absorbție care se abat de la cele calculabile din teorie. Atunci când o pulbere este presată într-o tabletă, mineralele mai fine se concentrează la suprafață. Granulele sferice tind să migreze la suprafață mai mult decât granulele unghiulare. În cazul metalelor prelucrate, componentele mai moi ale unui aliaj tind să se împrăștie pe suprafață. Sunt necesare o atenție și o ingeniozitate considerabile pentru a minimiza aceste efecte. Deoarece sunt artefacte ale metodei de pregătire a probei, aceste efecte nu pot fi compensate prin corecții teoretice și trebuie „calibrate”. Acest lucru înseamnă că materialele de calibrare și necunoscutele trebuie să fie similare din punct de vedere compozițional și mecanic, iar o anumită calibrare se poate aplica numai la o gamă limitată de materiale. Sticlurile se apropie cel mai mult de idealul de omogenitate și izotropie, iar pentru o muncă precisă, mineralele sunt de obicei pregătite prin dizolvarea lor într-o sticlă borată și turnarea lor într-un disc plat sau „perlă”. Pregătite în această formă, se poate aplica o calibrare practic universală.

Alte corecții care sunt adesea folosite includ corecția fondului și corecția suprapunerii liniilor. Semnalul de fond într-un spectru XRF derivă în principal din împrăștierea fotonilor fasciculului primar de către suprafața probei. Dispersia variază în funcție de absorbția de masă a probei, fiind mai mare atunci când numărul atomic mediu este scăzut. Atunci când se măsoară urme ale unui element sau când se măsoară pe o matrice de lumină variabilă, devine necesară corecția de fond. Acest lucru este într-adevăr fezabil doar pe un spectrometru secvențial. Suprapunerea liniilor este o problemă frecventă, ținând cont de faptul că spectrul unui mineral complex poate conține câteva sute de linii măsurabile. Uneori, aceasta poate fi depășită prin măsurarea unei linii mai puțin intense, dar fără suprapunere, dar în anumite cazuri o corecție este inevitabilă. De exemplu, Kα este singura linie utilizabilă pentru măsurarea sodiului, iar aceasta se suprapune peste linia Lβ (L2-M4) a zincului. Astfel, zincul, dacă este prezent, trebuie analizat pentru a corecta corect valoarea sodiului.

.