Standardlose Analytik mittels Röntgenfluoreszenz

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Nicht ideale Proben

Die perfekte Probe für die standardlose Analytik ist eindeutig in ihren Komponenten, die zudem gut zu beschreiben sind (FP-Daten). Außerdem sollten keine Effekte von der Probenvorbereitung herrühren oder metallurgische oder mineralogische Effekte zu Fehlaussagen führen. Die reale Probe kommt diesen Idealen häufig nicht nahe. Deshalb entsprechen die standardlosen Ergebnisse manchmal nicht den Erwartungen. Diese Effekte können mit den bisher aufgestellten Möglichkeiten nicht oder nur schlecht korrigiert werden. In der klassischen RFA werden solche Proben über so genannte Typen-Standards integriert. Etwas Vergleichbares kann auch in standardlosen Programmen vorgenommen werden. Hierbei werden nicht ideale Proben partiell miteinbezogen und gemäß ihrem Ursprung bestimmten Matrixbereichen wie z.B. Rohmehl, Klärschlamm oder Brauchöl zugeordnet. Die Messgrößen der Hauptkomponenten dieser Proben werden dann anstelle der allgemeinen, idealen Einstellproben bei der Messung unbekannter Proben dieser Klassen herangezogen. Für die ausgewählten Analytlinien werden dann neue Instrumentenfaktoren berechnet, die dann ausschließlich für diese Matrix Gültigkeit haben. Für alle anderen Elemente verändert sich nichts. Solche Typenstandards sollten natürlich zu beinahe 100 Prozent definiert sein, damit sie den Vorraussetzungen einer solchen Kalkulation genügen.

Messung unbekannter Proben

In der Praxis wird die Messung einer unbekannten Probe wie in einem normalen Messprogramm vorgenommen. Eine gute Vorraussetzung für die Richtigkeit einer solchen Messung ist die Kenntnis möglichst vieler Details: Angaben über die Probenvorbereitung, des Probenmodells und die „Matrixklasse“ sind wichtige Hilfen bei einer automatischen Quantifizierung. Nach der Messung wird nach automatischer Peakerkennung und -zuordnung allen gefundenen Komponenten zunächst eine allgemeine Ausgangskonzentration zugeordnet. Nach der FP-Theorie kann nun für diese hypothetischen Konzentrationen eine Zählrate berechnet werden. Decken sich diese Zählraten nicht mit den gemessenen, werden die Konzentrationen solange angepasst, bis dieser iterative Schritt entweder abgebrochen wird oder sich keine Verbesserung mehr errechnen lassen. Als Ergebnis wird nun die Endkonzentration angezeigt. Da in der Regel auf 100 Prozent normalisiert wird, kann eine Bewertung des Ergebnisses dadurch erfolgen, dass die Gesamtsumme aller Komponenten vor der Normalisierung angezeigt wird. Sollte der Wert in der Nähe von 100 Prozent liegen, ist die Auswahl der Parameter in der Regel sehr gut. Falls auch nicht messbare Größen, wie z.B. C, H oder O einbezogen werden müssen, kann eine Bewertung dieser Parameter erfolgen und damit die Richtigkeit des Ansatzes untermauert werden. Dieses Vorgehen verbietet nicht die spätere Nachkorrektur, sollten einmal relativ schlechte Bewertungsparameter erzielt werden. In der Regel kann dann durch Veränderung des Probenmodells und anschließender Neuberechung eine Verbesserung vorgenommen werden.

Zusammenfassung

Es sind eine Vielzahl von Einflussgrößen für die Quantifizierung unbekannter Proben mit der standardlosen Methode aufgezeigt worden. Die Ergänzungen und Erweiterungen der bisher bekannten Möglichkeiten im standardlosen Programm „Omnian“ lassen diese Bestimmungsmethode noch genauer werden:

• Bestimmung nicht messbarer Komponenten
• Überprüfung der Zuverlässigkeit von Ergebnissen mit nicht messbaren Komponenten
• Anwendung geometrischer Korrekturen (Volumen und Schichtdicke)
• Anwendung von Korrekturen für nicht ideale Proben
• Optimierung der Messparameter für Spurenelemente
• Mischung von Scans und Kanälen
• Schnellanalyse in kürzester Zeit

Wer allerdings glaubt, diese Flexibilität mit einer nicht praxisnahen Komplexität erkauft zu haben, kann vom Gegenteil überzeugt werden. Bei Vorgabe der Probenart und dem Probenmodell (werden in Datenbank gespeichert) wird die Analyse vollautomatisch durchgeführt. Mit diesem Werkzeug eröffnen sich für die Bestimmung unbekannter Proben, wie sie gemeinhin aus dem Laboralltag bekannt sind, völlig neue Möglichkeiten. Manchmal ist die Methode auch Basis für eine routinemäßige Anwendung, sollten einmal keine Standards zur Verfügung stehen.

*Dr. J. Wess, Panalytical GmbH, 34123 Kassel

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