Cara Kerja X-Ray XRF (X-Ray Fluorescence)

X-Ray Fluorescence (XRF) adalah peralatan yang memanfaatkan radiasi sinar-X untuk menganalisa komposisi unsur dari suatu material.

Gambar 1. Peralatan XRF Spectroanalyzer

Komponen yang terdapat di XRF adalah :

Sumber arus : berupa baterai DC sebagai sumber energi
Filamen : bagian yang terus-menerus dipanaskan oleh lilitan yang tersambung dengan baterai, dari sinilah awan-awan elektron terbentuk
Focussing cup : bagian yang berfungsi sebagai pengumpul elektron
Target : bagian yang berfungsi sebagai tempat tumbukan elektron yang dihasilkan filamen, bahan terbuat dari logam tahan panas yaitu wolfram (W) atau Molibdenum (Mo) dan karena menarik elektron (-) maka target disebut anoda (kutub +)
Window/Filter : penyaring sinar-X karakteristik dan sinar-X Bremstrahlung

Terdapat 2 jenis sinar-X yaitu :

Sinar-X Karakteristik : sinar-X yang terbentuk hasil eksitasi/desakan radiasi yang mengenai susunan elektron di orbital-nya sehingga elektron ada yang pindah ke orbital kulit luar dan melepas energi dan energi itulah yang dinamakan sinar-X karekteristik karena identik sesuai atom penyusunnya masing-masing. Sifat sinar-X ini adalah panjang gelombang diskrit (putus-putus)
Sinar-X Bremstrahlung : sinar-X yang terbentuk karena radiasi beta (+) yang menembus mendekati inti atom (+) karena muatan sama maka radiasi dibelokkan sehingga menghasilkan energi yaitu sinar-X. Sifat sinar-X Bremstrahlung adalah kontinyu

Cara kerja XRF sebagai berikut:

Gambar 2. Ringkasan Sertifikasi PPR Tingkat 2

Penjelasan sebagai berikut:

Ketika sumber arus "on" maka akan memanaskan filamen sehingga lama-kelamaan timbul awan elektron (-) dan karena menghasilkan elektron maka disebut katoda (kutub -). Elektron yang terbentuk terkumpul di focussing cup. Diseberangnya terdapat target terbuat dari material tahan panas umumnya Wolfram (W). Karena terdapat beda tegangan (kV) antara target dan filamen maka elektron tertarik dan menumbuk target terus-menerus sehingga target akan panas. Energi yang dipantulkan dari target terdiri dari 2 karena proses eksitasi didalam material wolfram yaitu sinar-X karakteristik dari wolfram dan sinar-X Bremstrahlung. Sinar_X karakteristik di-filter oleh window sehingga yang lolos sampai ke material yang akan dianalisa adalah sinar-X Bremstrahlung. Sinar-X ini yang akan meng-excitasi susunan elektron di material yang diuji sehingga ada elektron yang lompat orbit luar dan melepaskan energi. Lepasan energi inilah yang disebut sinar-X karakteristik. Mengapa disebut SINAR-X KARAKTERISTIK ?? karena energi/panjang gelombang yang terukur menandakan spesifik sesuai elektron penyusun masing-masing unsur.

BACA JUGA: Macam-Macam Alat Ukur Proteksi Radiasi dan Surveymeter

Bagaimana kerja pembacaan dari yang sebenarnya peak menjadi komposisi angka persentase ??

Penjelasannya sebagai berikut:

Sesuai hukum alam, elektron yang terdesak oleh radiasi eksterna (sinar-X Bremstrahlung) maka akan terisi lagi oleh elektron dari orbit luarnya dan kulit yang mengisi bisa dari kulit K, L, M, N. Berikut gambaran susunan orbital elektron.

Semua elektron di orbital bisa mengisi kearah orbit dalam, umumnya kulit terdekatlah yang akan menang karena energinya yang besar Kα1, Kα2…. atau Lα1, Lα2.....

Energi tersebut karakteristik (unik) sesuai unsur tertentu saja sehingga bisa memnculkan energi (keV). Dari energi yang muncul kemudian dibacakan pada tabel energi setiap unsur untuk dicocokkan milik unsur apa dan ketika sudah ada maka dibuat persentase dari semua unsur yang keluar.

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2020). Cara Kerja X-Ray XRF (X-Ray Fluorescence). www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Feriyanto, Y. E. (2019). Pelatihan & Sertifikasi PPR Tingakt II. BATAN-BAPETEN, Jakarta