A röntgenspektrometriai (XRS) elemzés azon az atomfizikai jelenségen alapul, hogy egy külső eredetű ionizációs hatásra elektronhiányos állapot keletkezik az atom elektronhéjában. Az atom relaxációs folyamata végződhet egy karakterisztikus röntgenfoton kibocsátásával, amelynek energiája az atom legerjesztődési folyamatának kimeneti módjától függő, egyedi érték.
Az XRS módszerrel előállított karakterisztikus röntgenfotonok energiájának detektálásával meghatározható a vizsgált anyagban lévő kémiai elemek rendszáma. Ez az analitikai technika alapvetően nem igényel roncsoló jellegű mintaelőkészítést, továbbá folyékony vagy szilárd anyagokra egyaránt alkalmazható.
A minta által kibocsátott röntgenfotonok energiájának és az XRS-spektrumban előforduló röntgencsúcsok integráljának (2. ábra) ismeretében kiszámítható a minta anyagában lévő kémiai elemek relatív (m/m%) mennyisége, koncentrációja.
A CM-XRS konfokális makro röntgenspektrométer egy saját fejlesztésű, Pmax = 4 W elektromos teljesítményű léghűtéses röntgencsővel ellátott analitikai berendezés (3. ábra). Az anód-katód feszültség 10-50 kV, míg az anódáram 5-200 μA között változtatható. A mintaanyagban gerjesztett röntgensugárzást egy kompakt kivitelű szilícium drift detektor (SDD) gyűjti.
A CM-XRS berendezés főbb egységei egy szoftveresen vezérelt mozgó keretre vannak szerelve, amivel a röntgenforrás-detektor egység mozgatható függőleges (z) irányba 0,1, 1,0 és 10 mm-es lépésközökkel. A szilárd mintákat egy vízszintesen elhelyezett, (x,y) irányban pozícionálható lemez felületére lehet rögzíteni (1. ábra).
A konfokális mérési elrendezés lehetővé teszi egy szilárd minta összetételének elemzését 0,5-5 mm átmérőjű fókuszfoltokban, pásztázó üzemmódban, amely tulajdonság megköveteli az SDD és a gerjesztő röntgensugár pontos geometriai pozícionálását a minta felületéhez. Ezt a műveletet egy beépített digitális mikroszkóp és két mini lézeregység támogatja.
