SciAps X-555 – Spektrometr rentgenowski XRF

Spektrometr SciAps X-555 to zaawansowany ręczny spektrometr fluorescencji rentgenowskiej (XRF), zaprojektowany przede wszystkim do analiz geochemicznych, górniczych, środowiskowych oraz badań pierwiastków strategicznych i ziem rzadkich. Jego najważniejszym wyróżnikiem jest lampa rentgenowska pracująca z napięciem do 55 kV, która umożliwia skuteczniejsze wzbudzanie wybranych pierwiastków niż typowe przenośne analizatory pracujące przy maksymalnie 50 kV.

Najważniejsze cechy X-555 to połączenie lampy rentgenowskiej 55 kV, dużego detektora SDD o powierzchni aktywnej 50 mm² oraz maksymalnie trzech automatycznie dobieranych ustawień wiązki.

Według SciAps taka konfiguracja została zoptymalizowana w szczególności pod kątem bardzo niskich granic wykrywalności pierwiastków takich jak Ag, Cd, Sn, Sb i Ba oraz analizy pierwiastków ziem rzadkich.

Do efektywnego wzbudzenia linii charakterystycznych wielu lekkich pierwiastków ziem rzadkich potrzebne są energie w zakresie około 40–48 keV. Typowe lampy 50 kV dysponują stosunkowo niewielką ilością użytecznego promieniowania w tej części widma.

Według SciAps praca przy 55 kV zapewnia około 10 razy więcej energii promieniowania użytecznej do wzbudzania lekkich REE oraz pierwszych dwóch cięższych REE — europu i gadolinu. Dzięki temu X-555 został szczególnie zoptymalizowany do terenowej analizy pierwiastków ziem rzadkich.

Spektrometr SciAps X-555 może bezpośrednio analizować między innymi:

• lantan (La),

• cer (Ce),

• prazeodym (Pr),

• neodym (Nd),

• samar (Sm),

• europ (Eu),

• gadolin (Gd),

• itr (Y).

Szczególnie istotny jest pomiar itru, który może być wykorzystywany jako pierwiastek wskaźnikowy dla występowania ciężkich pierwiastków ziem rzadkich.

Nie. Pomimo zastosowania lampy 55 kV ręczny XRF nadal ma ograniczenia wynikające z energii potrzebnej do efektywnego wzbudzania ciężkich REE.

X-555 analizuje m.in. Eu i Gd oraz bardzo czuło oznacza itr, który może pełnić funkcję pierwiastka wskaźnikowego dla ciężkich REE, takich jak Dy, Tm czy Yb. Do bezpośredniej analizy szerszego zakresu ciężkich pierwiastków ziem rzadkich SciAps oferuje również rozwiązania wykorzystujące wyższe napięcia wzbudzenia.

SciAps publikuje przykładowe granice wykrywalności dla pomiaru trwającego 120 sekund. Dla rzeczywistych materiałów referencyjnych OREAS producent podaje wartości rzędu około:

• La – 15 ppm,

• Ce – 19 ppm,

• Pr – 34 ppm,

• Nd – 33 ppm,

• Sm – 35 ppm.

W przypadku Eu i Gd wartości są wyższe, a producent zaznacza, że przedstawione dla nich granice w próbkach rzeczywistych mają charakter szacunkowy. Ostateczna granica wykrywalności zależy od składu i matrycy konkretnej próbki.

Tak, ale należy rozróżnić standardowy pomiar XRF od specjalnej metody przygotowania i wzbogacania próbki. SciAps oferuje rozwiązanie X-555 + detectORE™, przeznaczone do terenowej analizy złota i srebra w próbkach geologicznych.

Według wyników prezentowanych przez producenta metoda ta umożliwiła osiągnięcie granicy wykrywalności około 40 ppb dla złota oraz 0,4 ppm dla srebra. Nie są to jednak parametry zwykłego pomiaru „point-and-shoot”, dotyczą X-555 używanego razem z procedurą detectORE.

Tak. Analiza środowiskowa jest jednym z głównych zastosowań X-555. Wysokoenergetyczna wiązka 55 kV oraz odpowiednio dobrane filtrowanie zostały zoptymalizowane m.in. pod kątem oznaczania Cd, Ba, Sn, Sb i Ag.

Niższe ustawienia energii służą natomiast do pomiaru pozostałych metali istotnych w analizach środowiskowych, w tym Pb, As, Hg i Cr. Producent pozycjonuje X-555 m.in. do badań gleb zgodnych z wymaganiami EPA Method 6200.

Kadm jest jednym z pierwiastków, dla których wyższe napięcie lampy i odpowiednie filtrowanie wiązki mogą przynieść istotną poprawę czułości.

SciAps deklaruje dla X-555 nawet około dwukrotnie lepsze możliwości wykrywania kadmu w porównaniu z innymi przenośnymi analizatorami XRF. Jest to szczególnie istotne w badaniach środowiskowych, analizie zanieczyszczeń gleby i kontroli materiałów pod kątem pierwiastków regulowanych.

Tak. X-555 został zaprojektowany także do bezpośrednich pomiarów terenowych skał i rdzeni wiertniczych. Urządzenie posiada kolimowaną wiązkę o średnicy około 4 mm, dzięki czemu operator może analizować wybrane obszary materiału.

Producent przewiduje również możliwość wykorzystania zamkniętego stanowiska pomiarowego do bezpiecznej analizy próbek znajdujących się w kubeczkach XRF lub workach.

Nie. Lit jest zbyt lekkim pierwiastkiem, aby można było skutecznie oznaczać go terenowym analizatorem XRF. X-555 analizuje zakres rozpoczynający się od cięższych pierwiastków, natomiast do oznaczania Li SciAps wykorzystuje technologię LIBS.

W przypadku poszukiwań surowców strategicznych producent proponuje połączenie X-555 z analizatorem SciAps Z-901 Lithium. X-555 odpowiada wówczas za REE, metale akumulatorowe i szeroki zakres pozostałych pierwiastków, a Z-901 uzupełnia analizę o lit.

W zastosowaniach geochemicznych X-555 może analizować między innymi:

Mg, Al, Si, P, S, K i Ca.

Standardowa konfiguracja obejmuje również szeroki zakres metali przejściowych i ciężkich, m.in. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, W, Pb, Bi i U. Dokładna lista dostępnych pierwiastków zależy od wybranej aplikacji i konfiguracji urządzenia.

X-550 i X-555 mają inne główne obszary specjalizacji.

X-550 wykorzystuje lampę do 50 kV oraz detektor SDD 20 mm² i jest szczególnie mocno zoptymalizowany pod kątem bardzo szybkiej analizy stopów, PMI oraz lekkich pierwiastków takich jak Mg, Al, Si, P i S.

X-555 wykorzystuje lampę do 55 kV oraz detektor SDD 50 mm². Jego największą przewagą jest analiza pierwiastków ziem rzadkich oraz bardzo niskie granice wykrywalności wybranych pierwiastków istotnych w geochemii i badaniach środowiskowych.

Jeżeli głównym zadaniem jest rutynowa identyfikacja stopów, bardziej naturalnym wyborem może być X-550. Jeżeli priorytetem są REE, eksploracja geologiczna lub wymagające analizy środowiskowe, X-555 oferuje istotne dodatkowe możliwości.

X-555 wyposażono w detektor SDD o aktywnej powierzchni 50 mm² i rozdzielczości poniżej 140 eV FWHM dla linii Mn Kα.

Duża powierzchnia detektora pozwala rejestrować więcej promieniowania fluorescencyjnego, co w połączeniu z lampą 55 kV i sześciopozycyjnym układem filtrów przyczynia się do uzyskania wysokiej czułości i niskich granic wykrywalności.

X-555 waży około 1,35 kg wraz z akumulatorem, co jest niewielką wartością jak na wysokowydajny ręczny analizator XRF. Konstrukcja wykorzystuje metalową ramę, a obudowa została zaprojektowana z myślą o sprawnym odprowadzaniu ciepła podczas intensywnych pomiarów.

Urządzenie posiada również Wi-Fi, Bluetooth i USB, kolorowy ekran dotykowy 2,7 cala oraz wymienny akumulator litowo-jonowy. Zakres temperatur pracy podawany przez producenta wynosi od około -12°C do 54°C przy 25% cyklu pracy.