Systemy mikroanalizy rentgenowskiej WDX

System WDS nazywany także WDX (Wavelength Dispersive X-Ray Spectrometry – Spektrometria dyspersji długości fali promieniowania rengenowskiego) to system analityczny przeznaczony do zaawansowanej jakościowej i ilościowej analizy składu chemicznego materiałów.
Spektrometr ten wykorzystuje jeden z fizycznych efektów oddziaływania wiązki elektronów z próbką w mikroskopie skaningowym (lub transmisyjnym), który polega na tym, że atomy próbki wzbudzone elektronami emitują promieniowanie rentgenowskie. Obok promieniowania rentgenowskiego ciągłego, które nie jest wykorzystywane do analizy (stanowi ono tło pomiaru), wzbudzane jest również promieniowanie charakterystyczne. Cechuje je ściśle określona długość fali i wielkość energii, których wartości zależą tylko od rodzaju pierwiastków zawartych w badanej próbce. Wykorzystując spektrometr pozwalający przy pomocy detektora zawierającego wbudowane, ruchome kryształy separować długości fali emitowanego promieniowania a następnie w sposób elektroniczny dokonać jego identyfikacji i pomiaru. Pozwala to z kolei na stosunkowo precyzyjne określenie składu chemicznego analizowanej próbki.

Przy użyciu systemu WDS widmo promieniowania rentgenowskiego jest rejestrowane poprzez skanowanie całego zakresu długości fali promieniowania rentgenowskiego. Pomimo, że zebranie spektrum zbiera stosunkowo więcej czasu niż technika spektrometrii EDS, uzyskiwana w analizie WDS rozdzielczość, dokładność i czułość jest zdecydowanie lepsza.

Typowa rozdzielczość detektorów dyspersji energii (EDS) wynosi 70 do 130 eV ( w zależności od pierwiastka) podczas gdy szerokość pików w metodzie WDS wynosi od 2 do 20 eV. Połączenie lepszej rozdzielczości i możliwości pracy z wysoką ilością zliczeń promieniowania umożliwia wykrywanie przy pomocy systemu WDS  pierwiastków o rząd wielkości niższej koncentracji niż przy pomocy techniki EDS. Spektrometr WDS może także analizować promieniowanie rentgenowskie generowane przy wysokich prądach wiązki elektronowej i wysokiej ilości zliczeń ponieważ umożliwia pomiar (separację) określonej długości fali. Jest to ważna własność w przypadku analiz śladowych. Inną, ważną zaletą tej techniki pomiarowej jest możliwość uzyskiwania wiarygodnych wyników analizy ilościowej dla lekkich pierwiastków takich jak np. tlen, azot i bor, co jest niemożliwe przy pomocy typowych analiz EDS z uwagi na stosunkowo niekorzystny stosunek wysokości pików lekkich pierwiastków do tła.

Zalety metody WDS podane powyżej są szczególnie ważne w badaniach materiałów o złożonej strukturze takich jak kompozyty i stopy zawierające fazy organiczne i nieorganiczne.  Jest to także narzędzie analityczne, które oferuje możliwość wiarygodnej i powtarzalnej analizy składu chemicznego metali oraz próbek geologicznych, przyrodniczych i archeologicznych.