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Fachartikel
Probenvorbereitung
Für die Analyse unbekannter Proben muss
das Material getrocknet und zu einem Pulver
mit einer Korngröße < 60 µm gemahlen
werden. Eine Masse von ca. 10,6 g des
Pulvers wird dann zur Untersuchung in
eine RFA-Küvette mit Durchmesser 40 mm
gegeben, alternativ können auch kleinere
Küvetten mit Durchmesser 32 mm und entsprechend
weniger Material eingesetzt werden.
Die Analysenseite der Küvetten wird
mit einer 4 µm dicken Polypropylenfolie
verschlossen.
Kalibration
Zur Kalibration und zur Validierung des Verfahrens
werden internationale Referenzmaterialien
verschiedenster Anbieten wie NIST,
IRMM, USGS, CRPG, GBW, AMIS, SARM
und anderen verwendet.
Absorptions- und Sekundäranregungseffekte
in der Probe werden bei der Berechnung
der Konzentrationen mit einem Fundamentalparameterprogramm
korrigiert. Der Einfluss
der für die RFA nicht analysierbaren Bestandteile
wie Kohlenstoff, CO 2 (z. B. in Kalkstein
und Dolomit) und Kristallwasser werden nach
einer Bestimmung des Massenschwächungskoeffizienten
mittels der Compton-gestreuten
Röhrenstrahlung berücksichtigt. Mit dem
beschriebenen Analysenverfahren lassen sich
sowohl oxidische als auch sulfidische Proben
untersuchen, ohne dass zusätzliche Angaben
für die Berechnung notwendig sind.
Für das Element Barium (Abb. 2) ist
exemplarisch die Korrelationen der Kalibration
dargestellt. Die Korrelation der Kalibration
für das Element Chrom (Abb. 3) und
Thorium (Abb. 4) können online unter bit.ly/
GIT-RFA eingesehen werden.
Zur Bestimmung der Nachweisgrenzen
wurde eine reine Quarzprobe 10fach analysiert.
Die absolute Standardabweichung der
Intensität wurde in einer „Region of Interest“
(ROI) im Bereich der Fluoreszenzlinie bei
einer Breite von 1.1 FWHM bestimmt. Die
Nachweisgrenzen, in Abbildung 5 wiedergegeben,
wurden dann anhand der folgenden
Gleichung berechnet:
Abb. 2: Korrelation Barium in logarithmischer Skalierung (Korrelationskoeffizient: 0,9999).
Abb. 5: Spectroscout Geo (500/150/150 s). NWG in mg/kg in SiO 2 matrix, Messzeit 15 Minuten
pro Probe.
Alternativ kann zur Bestimmung der Nachweisgrenze
auch eine geeignete Standardprobe
untersucht werden. Dabei sollte die
Konzentration des Elements, für das die
Nachweisgrenze bestimmt werden soll, im
Bereich 10* NWG liegen.
Die angegebenen Nachweisgrenzen gelten
für eine reine Quarzmatrix. Konzentrationen
anderer Elemente können diese
negativ beeinflussen. Dies gilt insbesondere
dann, wenn Fluoreszenzlinien zweier
Elemente nahe beieinander liegen (z.B. Co
neben hohen Gehalten von Fe).
Elementbereich
Röhrenspannung/kV
Na – Cl 11 150
K – Zn; Hf - W 35 150
Ga – Ce; Hg - U 50 500
Tab. 1: Messbedingungen
Messzeit/s
Die Genauigkeit in der Bestimmung der
Konzentrationen der “leichten” Elemente Na,
Mg, Al, Si, P und S ist durch Korngrößenund
mineralogische Effekte limitiert.
3* ASD
NWG =
t * S
L
(Gleichung1)
Validierung
ASD: ASD : Absolute AbsoluteStandardabweichung der der Intensität Zur Verifizierung in einem ROI der der Kalibration Breite des Geräts
Intensität (1,1* in FWHM) einem ROI im Bereich der Breite der Fluoreszenzlinie (1,1* wurde eine desReihe Elements, weiterer bestimmt zertifizierter Proben
FWHM)
aus
im
der
Bereich
10fach
der
wiederholten
Fluoreszenzlinie
Messung
des
einer
analysiert.
reinen
Exemplarisch
Quarzprobe
sind in den folgenden
Elements, bestimmt aus der 10fach wiederholten
t
Tabellen die Ergebnisse der Analysen der Probe
GSP-2, im Vergleich zu den Angaben des
L
: Messung Livezeit in einer s reinen Quarzprobe
S : Empfindlichkeit in cps/( mg/kg)
Zertifikats wiedergegeben (Tab. 2). Die Proben
t L : Livezeit in s
S : Empfindlichkeit in cps/ (mg/kg)
GSS-8 (Tab. 3) und AGV-2 (Tab. 4) können online
unter bit.ly/GIT-RFA eingesehen werden.
Präzision
Die Präzision der Analyse mit dem hier vorgestellten
Gerät wurde durch eine 14fach wiederholte
Analyse des Referenzmaterials AC-E
untersucht. Tabelle 5 zeigt die Mittelwerte der
Analysenergebnisse, deren Standardabweichung
ASD, die relative Standardabweichung
RSD sowie auch den Vergleich zu den Angaben
des Zertifikats.
584 ▪▪▪ GIT Labor-Fachzeitschrift 9/2013
Mobile Analysesysteme