WDX (Wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie)

WDX ist die Abkürzung für Wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie. Anders als bei abbildenden mikroskopischen Verfahren (z.B. mit Lichtmikroskop oder Rasterelektronenmikroskop) geht es beim WDX-Verfahren nicht um die Darstellung von mikrsokopischen Oberflächenstrukturen, sondern um die Material-Analyse. Dabei macht man sich zunutze, dass eine Untersuchungsprobe beim Beschuss mit Elektronen eine charakteristische Röntgenstrahlung emittiert (aussendet). Charakteristisch deshalb, weil jedes Element eine eigene Art der Röntgenstrahlung aussendet.

Die Analyse solcher verschiedener Wellenlängen nannt man auch Spektroskopie. Die folgende Grafik zeigt das Prinzip der Röntgenfluoreszenzanalyse / Röntgenspektroskopie.

Röntgenfluoreszenzanalyse Prinzip der Röntgenfluoreszenzanalyse

Mit Hilfe eines speziellen Röntgen-Detektors können diese Strahlen aufgefangen werden (sog. Röntgenspektroskopie). Anhand der charakteristischen Spektralkurve kann man zweifelsfrei auf das Material schließen. Die WDX-Analyse eignet sich für alle Elemente oberhalb der Ordnungszahl 3 (also beginnend mit Berylllium, Ordnungszahl 4). Der Grund ist der Aufbau das Atommodells.

Atommodell - Beryllium
Atommodell - Beryllium mit vier Elektronen (nach Niels Bohr)

Als Ergebnis einer WDX-Analyse erhält man also nicht wie beim Rasterelktronenmikroskop eine bildhafte Darstellung von Mikro-Oberflächen, sondern eine Kurve, anhand derer man die in der Probe enthaltenen Materialien ableiten kann. Hier ein Beispiel für so eine Kurve:

Röntgenfluoreszenzspektrum
Wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie - Röntgenfluoreszenzspektrum
Bildquelle: Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg,
Matthias Alfeld, CC-BY-SA, via weltderphysik.de

Der Nachteil der WDX-Methode liegt darin, dass man für jedes Element eine eigene Spektralkurve ermitteln muss. Das ist vor allem zeitaufwändig. Das Spektrometer muss jeweils auf eine Wellenlänge eingestellt werden, so dass es nur die charakteristische Röntgenstrahlung eines Elementes analysieren kann. Zur Aufnahme eines kompletten Spektrums müssen die verschiedenen Wellenlängenbereiche abgefahren werden.

EDX (energiedispersiven Röntgenspektroskopie)

Aus diesem Grund nutzt man heute meist die energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDS oder auch EDX), bei der man die verschiedenen Röntgen-Strahlungen gleichzeitig messen und darstellen kann.

Nachteil der EDX bzw. Vorteil der WDX ist, dass die Wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie (WDX) wesentlich exakter messen kann. Die relative Nachweisgrenze beträgt bei Elementen 0,01 Gewichtsprozent, was einer absoluten Nachweisgrenze von ca. 10 hoch -14 g entspricht. Anders gesagt: man kann damit auch sehr geringe Spuren in einer Probe nachweisen.

 

Hinweis: WDX (S.A.) ist auch der Name eines börsennotierten Unternehmens aus Polen. Die Aktie wird an der Börse in Warschau unter dem Namen "WDX-Aktie" gehandelt.

Ressourcen / Quellen

Siehe auch

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