X-ray Fluorescence (XRF)
Spektroskopi dan pengaplikasian XRF
Apa itu XRF?
Fluoresensi sinar-X (X-ray fluorescence atau XRF) adalah teknik analisis yang dapat digunakan untuk menentukan komposisi kimia dari berbagai jenis sampel, termasuk padatan, cairan, lumpur, dan loose powder. XRF juga digunakan untuk menentukan ketebalan dan komposisi lapisan. Teknik ini mampu menganalisis unsur-unsur dari berilium (Be) hingga uranium (U) dalam rentang konsentrasi dari 100% berat hingga tingkat sub-ppm (bagian per juta).
Prinsip XRF
XRF adalah metode emisi atom, serupa dalam hal ini dengan spektroskopi emisi optik (OES), ICP, dan analisis aktivasi neutron (spektroskopi gamma). Metode-metode ini mengukur panjang gelombang dan intensitas ‘cahaya’ (dalam hal ini sinar-X) yang dipancarkan oleh atom-atom yang telah diberi energi dalam suatu sampel.
Dalam XRF, penyinaran oleh berkas sinar-X primer dari tabung sinar-X menyebabkan emisi sinar-X fluoresen dengan energi diskret yang merupakan ciri khas unsur-unsur yang terdapat dalam sampel.
1. Foton yang datang
2. Karakteristik Foton
Pengaplikasian XRF
XRF adalah teknik analisis yang serbaguna dan digunakan secara luas di berbagai industri dan bidang ilmiah. Fleksibilitas dan presisinya menjadikan XRF alat yang sangat penting untuk memahami dan mengetahui komposisi unsur dalam suatu material. Mulai dari membantu identifikasi material dan pengendalian kualitas di sektor industri, hingga pelestarian warisan budaya dan pengembangan penelitian ilmiah, XRF terus memainkan peran penting dalam memperdalam pemahaman kita tentang dunia unsur.
Pengendalian Kualitas dan Analisis Unsur
XRF banyak digunakan dalam pengendalian kualitas dan proses produksi. Pengguna dapat memperoleh hasil yang akurat dan presisi dengan cepat, dengan persiapan sampel yang minimal. Teknik ini juga mudah diotomatisasi untuk digunakan di lingkungan industri dengan volume tinggi. Kepresisian serta sifatnya yang tidak merusak menjadikan XRF alat yang sangat berharga dalam pengendalian kualitas di berbagai sektor manufaktur, seperti:
- Metalurgi: Dalam proses metalurgi, XRF memastikan integritas paduan logam dengan memverifikasi komposisinya. Ini merupakan langkah penting dalam pembuatan produk seperti komponen pesawat terbang, suku cadang mobil, dan material struktural.
- Elektronik: Produsen elektronik menggunakan XRF untuk memeriksa papan sirkuit, memastikan bahwa setiap komponen memenuhi standar unsur yang ketat.
- Semen: Di industri semen, XRF digunakan untuk menganalisis bahan baku dan bahan bakar alternatif, serta untuk mengendalikan kualitas produk akhir.
Riset dan Pengembangan
XRF memainkan peran penting dalam bidang riset dan pengembangan material:
- Ilmu Material: Para peneliti mempelajari sifat-sifat material dan mengembangkan senyawa baru (seperti katalis atau bahan pelapis) dengan menganalisis komposisi unsur secara tepat dan akurat.
- Industri Semikonduktor: XRF mendukung pengembangan semikonduktor mutakhir dengan memastikan kemurnian dan komposisi material yang digunakan dalam pembuatan chip.
- Seni dan Arkeologi: XRF membantu para konservator dan arkeolog dalam menganalisis pigmen, keramik, dan artefak, sehingga memberikan wawasan mengenai asal-usul dan keasliannya.
Farmasi dan Kedokteran
Dalam bidang farmasi dan medis, XRF juga memiliki berbagai pengaplikasian:
- Analisis Obat: XRF digunakan untuk memverifikasi kualitas dan keamanan obat, serta memastikan bahwa obat memenuhi standar kualitas ketat sesuai pedoman ICH-Q3D. XRF juga digunakan sebagai alat skrining cepat sebelum sampel dianalisis lebih lanjut dengan metode yang lebih memakan waktu seperti ICP dan AAS.
- Riset Biomedis: XRF membantu dalam mempelajari unsur-unsur jejak dalam sampel biologis, memberikan wawasan penting mengenai penyakit dan pengobatannya.
Instrumen dengan Inovasi yang Cermat
Instrumen dari Malvern Panalytical telah mendorong inovasi dalam teknologi XRF di berbagai bidang. Dengan akuisisi SciAps pada tahun 2024, termasuk penganalisis XRF genggam seri X dan sistem benchtop PowerHouse X, kami semakin memperkuat kemampuan kami untuk menawarkan solusi terdepan dalam analisis unsur, baik di laboratorium maupun di lapangan. Instrumen analisis unsur biasanya memerlukan energi besar dan dapat menghasilkan limbah yang signifikan, namun inovasi ramah lingkungan dari Malvern Panalytical—termasuk kemampuan portabel dan berkinerja tinggi dari produk SciAps—berpotensi mengubah kondisi tersebut.
Kami juga percaya bahwa sebuah instrumen tidak harus rumit hanya karena kemampuannya yang tinggi. Oleh karena itu, kami berinvestasi dalam fitur-fitur yang ramah pengguna untuk memudahkan pengembangan metode dan pengelolaan kualitas data. Baik di laboratorium maupun di lapangan, instrumen XRF kami menawarkan kombinasi optimal antara kemajuan teknologi, fleksibilitas yang cermat, dan kinerja yang berkelanjutan.
XRF Malvern Panalytical
Kami menawarkan berbagai solusi XRF dan penganalisis XRF untuk analisis komposisi unsur dari berbagai material dan pengaplikasian, yang mencakup solusi berbasis panjang gelombang dan energi-dispersif. Dengan penambahan produk SciAps, termasuk seri X dan PowerHouse X, kami kini menyediakan opsi portabel dengan kinerja tinggi yang memperluas penawaran kami di luar sistem laboratorium tradisional. Solusi ini membawa kemampuan analisis unsur tingkat lanjut ke lapangan, menjadikannya ideal untuk pengaplikasian seperti pemilahan logam, eksplorasi pertambangan, dan pemindaian kepatuhan.
Tanpa Kompromi pada Kualitas, Kecepatan, atau Akurasi
Kecepatan atau akurasi? Spektrometer XRF sering menghadirkan dilema antara data berkualitas yang tetap dapat digunakan dan hasil cepat yang cukup rinci. Dengan instrumen premium kami, kompromi antara performa dan kecepatan tidak lagi diperlukan, berkat fitur inovatif dan desain yang cermat di seluruh lini produk kami.
Kami juga menawarkan desain inovatif yang sesuai dengan berbagai kebutuhan ruang. Beberapa instrumen portabel dan benchtop kami memiliki akurasi yang sebanding dengan instrumen XRF model berdiri besar (floor-standing).
Instrumen XRF yang Mampu Mengimbangi Kebutuhan Anda
Spektrometer XRF di masa lalu sering kali kesulitan memenuhi tuntutan laboratorium yang ambisius. Setiap metode pengukuran sampel memerlukan pelatihan yang ekstensif, dan instrumen sering kekurangan kapasitas pengganti sampel (sample changer) untuk pengukuran yang efisien.
Dengan instrumen kami, Anda dapat mengandalkan hasil yang akurat dan throughput sampel yang tinggi, sehingga menghemat waktu berharga di laboratorium Anda. Umpan balik cepat (fast feedback loop) dan berbagai fitur pemantauan di seluruh lini produk kami semakin meningkatkan efisiensi XRF Anda dengan menyederhanakan beban kerja dan perawatan.
Keunggulan Analisis XRF
Ada banyak cara untuk menganalisis komposisi unsur dalam pengendalian kualitas – misalnya ICP, AAS, dan XRF – dan masing-masing memiliki keunggulan tersendiri. Namun, XRF menawarkan jumlah keunggulan yang sangat tinggi dibandingkan teknik lainnya.
Jika teknik lain sering kali membutuhkan pengambilan sampel secara merusak agar analisis dapat dilakukan, XRF bekerja dengan cepat dan tidak merusak sampel. Selain itu, analisis dapat dilakukan langsung di udara di lokasi produksi, dan umumnya lebih hemat biaya dibandingkan teknik lainnya.
Penentuan Komposisi Unsur
Teknologi yang digunakan untuk pemisahan (dispersi), identifikasi, dan pengukuran intensitas spektrum fluoresensi sinar-X suatu sampel menghasilkan dua jenis utama spektrometer: sistem wavelength dispersive (WDXRF) dan energy dispersive (EDXRF).
Bagaimana Cara Kerja Instrumen XRF?
Sebuah instrumen XRF dilengkapi dengan tabung sinar-X yang berfungsi menghasilkan sinar-X. Di dalam tabung ini, elektron dipercepat lalu diarahkan untuk menumbuk material target (biasanya logam seperti rhodium atau perak), sehingga menghasilkan sinar-X berenergi tinggi.
- Pembangkitan Sinar-X
Sebuah instrumen XRF (X-ray Fluorescence) memiliki tabung sinar-X yang menghasilkan sinar-X. Di dalam tabung sinar-X, elektron dipercepat lalu menabrak material target (biasanya logam, seperti Rhodium dan Perak) untuk menghasilkan sinar-X berenergi tinggi. - Iradiasi Sampel
Sinar-X yang dihasilkan diarahkan ke sampel yang sedang dianalisis. Ketika sinar-X mengenai sampel, sinar tersebut berinteraksi dengan atom-atom dalam sampel dan memancarkan sinar-X karakteristik yang unik untuk setiap unsur. - Deteksi
Instrumen tersebut memiliki detektor yang dapat mengidentifikasi dan mengukur energi dari sinar-X karakteristik yang dipancarkan oleh sampel. Intensitas sinar-X ini sebanding dengan konsentrasi unsur-unsur yang bersesuaian di dalam sampel. - Analisis
Spektra energi sinar-X yang terdeteksi dianalisis oleh perangkat lunak instrumen. Perangkat lunak tersebut membandingkan energi sinar-X karakteristik dengan basis data energi sinar-X yang telah diketahui untuk berbagai unsur. Berdasarkan perbandingan ini, perangkat lunak menentukan komposisi unsur dan konsentrasi dalam sampel. Perangkat lunak pengguna kemudian menyajikan semua unsur dan konsentrasinya dalam sebuah tabel yang mudah dibaca, dan jika diperlukan, data tersebut dapat dikirimkan ke komputer eksternal atau server lokal untuk analisis lanjutan atau pencadangan.
Penganalisis XRF Malvern Panalytical
Kami menawarkan berbagai solusi Fluoresensi Sinar-X (X-ray Fluorescence/XRF) dan penganalisis XRF untuk analisis komposisi unsur dari berbagai jenis material dan pengaplikasian, mencakup baik solusi dispersi panjang gelombang (wavelength-dispersive) maupun dispersi energi (energy-dispersive).
Perangkat Lunak Analisis
Beragam paket perangkat lunak XRF kami dirancang untuk membantu Anda memaksimalkan nilai dari instrumen XRF yang Anda gunakan. Komitmen kami terhadap keunggulan tercermin dalam pengembangan perangkat lunak yang terus menerus. Kami berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan untuk tetap berada di garis terdepan teknologi analisis XRF, memastikan Anda selalu mendapatkan akses ke fitur dan inovasi terbaru.
