Calibração e Limites de Detecção de um Sistema de Fluorescência

de Raios X por Reflexão Total com Módulo Refletor Duplo

V. F. Nascimento Filho1,2, V. H. Poblete3 P., P. S. Parreira1,4, E. P. Espinoza1 V., A. A. Navarro1

1 Seção Metodologia de Radioisótopos/CENA/USP 2 Depto de Física e Meteorologia/ESALQ/USP 3 Lab. Fluorescencia de Rayos X/CCHEN, Chile 4 Depto de Física/CCE/UEL

INTRODUÇÃO A FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X POR REFLEXÃO TOTAL (TXRF) SE

CARACTERIZA POR:

SER MULTIELEMENTAR, SIMULTÂNEA E NÃO DESTRUTIVA

PERMITIR A DETERMINAÇÃO DOS TEORES TOTAIS DOS ELEMENTOS

QUÍMICOS COM NÚMERO ATÔMICO > 13

TER ALTA EFICIÊNCIA GEOMÉTRICA DE DETECÇÃO

NECESSITAR PEQUENOS VOLUMES DE AMOSTRA

NÃO NECESSITAR CORREÇÃO PARA OS EFEITOS DE MATRIZ

TER BAIXOS LIMITES DE DETECÇÃO

SER ADEQUADA PARA AMOSTRAS DE:• MONITORAMENTO AMBIENTAL,

• FLUIDOS BIOLÓGICOS

• CONTROLE DE QUALIDADE P/ PRODUTOS DE ALTA PUREZA

Fotografias dos módulos de fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF), excitação direta (ED) e excitação secundária (ES), visualizando-se ainda o gerador de alta tensão (AT), tubo de raios X (TX) e detector de raios X (DX).

OBJETIVOS

AJUSTE DO MÓDULO REFLETOR DUPLO

AJUSTE DO SUPORTE DE CRISTAL DE QUARTZO

DETERMINAÇÃO DAS SENSIBILIDADES ELEMENTARES

DETERMINAÇÃO DOS LIMITES MÍNIMOS DE DETECÇÃO

MATERIAL e MÉTODO TUBO DE RAIOS X: TUBO DE RAIOS X: alvo Mo, 45 kV/20 mA, filtro Zralvo Mo, 45 kV/20 mA, filtro Zr

MÓDULO DE REFLEXÃO TOTAL: MÓDULO DE REFLEXÃO TOTAL: CCHEN, ChileCCHEN, Chile

DETECTOR DE RAIOS X: DETECTOR DE RAIOS X: semicondutor de Si(Li), 30 mmsemicondutor de Si(Li), 30 mm22

ANALISADOR DE PULSOS MULTICANAL: ANALISADOR DE PULSOS MULTICANAL: CanberraCanberra

INTERPRETAÇÃO DE ESPECTROS DE PULSOS: INTERPRETAÇÃO DE ESPECTROS DE PULSOS: AXILAXIL

ELEMENTOS PADRÕES: ELEMENTOS PADRÕES: Cr, Fe, Cu e ZnCr, Fe, Cu e Zn

SOLUÇÕES PADRÃO: SOLUÇÕES PADRÃO: 2,17 - 8,33 - 15,38 e 31,25 ppm2,17 - 8,33 - 15,38 e 31,25 ppm

PADRÃO INTERNO: PADRÃO INTERNO: YY

SUPORTE DAS AMOSTRAS: SUPORTE DAS AMOSTRAS: quartzoquartzo

VOLUME DA ALÍQUOTA SOBRE SUPORTE: VOLUME DA ALÍQUOTA SOBRE SUPORTE: 5 microlitros5 microlitros

TEMPO DE DETECÇÃO: TEMPO DE DETECÇÃO: 500 segundos500 segundos

MÓDULO REFLEXÃO TOTAL

ANÁLISE QUANTITATIVA

iii .RSC

pp

i

/CII

iR

• Ci = concentração do elemento i

• Si = sensibilidade relativa do elemento i

• Ri = contagem relativa do elemento i

• Ii = intensidadade do elemento i

• Ip = intensidade para o elemento padrão interno

• Cp = concentração do elemento padrão interno

MÓDULO REFLETOR DUPLO

CONCLUSÃO

LIMITE MÍNIMO DE DETECÇÃOLIMITE MÍNIMO DE DETECÇÃOvolume de amostra sobre o suporte: 50 microlitros volume de amostra sobre o suporte: 50 microlitros tempo de excitação/detecção: 1000 segundos de excitação/detecção: 1000 segundos

CROMO FERRO COBRE ZINCOamostras líquidas: 19,1 9,3 5,1 4,3 ppbamostra sólida: digestão de 10 mg; volume final 1 ml

1,91 0,93 0,51 0,43 ppmfiltro de aerossol: volume coletado 10m3; digestão; volume final 1 ml

1,91 0,93 0,51 0,43 ng/m3

Apoio financeiro: FAPESP e CNPq

CURVA DE SENSIBILIDADE ELEMENTAR

S = 0,0304.Z - 0,653

r2 = 0,9971

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

22 24 26 28 30 32

NÚMERO ATÔMICO (Z)

SE

NS

IBIL

IDA

DE

ELE

ME

NT

AR

(S)

LIMITE MÍNIMO DE DETECÇÃO

LMD = 0,5488.Z2 - 31,974.Z + 470,1

r2 = 0.9927

0

5

10

15

20

25

23 24 25 26 27 28 29 30 31

NÚMERO ATÔMICO (Z)

LIM

ITE

MÍN

IMO

DE

DE

TE

CÇ

ÃO

(ppb

)

CURVA DE PADRONIZAÇÃO

Cr

Fe

Cu

Zn

R = 0,0741.Cr

r2 = 0,9981

R = 0,2630.Zn

r2 = 0,9993

R = 0,2256.Cu

r2 = 0,9871

R = 0,1422.Fe

r2 = 0,9923

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 5 10 15 20 25 30 35

CONCENTRAÇÃO (ppm)

INT

EN

SID

AD

E R

EL

AT

IVA

(R

)