Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Introduction to X-ray Fluorescence Analysis
Course of study:
2018/2019
Code:
JFM-2-017-DE-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Dozymetria i elektronika w medycynie
Field of study:
Medical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Wróbel Paweł (Pawel.Wrobel@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Wróbel Paweł (Pawel.Wrobel@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Celem modułu jest zapoznanie z zarówno teoretycznymi ale przede wszystkim praktycznymi aspektami rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student angażuje się w dyskusję w grupie, również z prowadzącym, potrafi formułować odpowiednie argumenty i bronić ich w trakcie dyskusji. FM2A_K02, FM2A_K01 Activity during classes
Skills
M_U001 Student potrafi zastosować poznane procedury analityczne do wybranych typów próbek oraz umie przeanalizować oraz zweryfikować otrzymane wyniki FM2A_U09, FM2A_U04, FM2A_U07, FM2A_U08, FM2A_U05 Activity during classes
M_U002 Student potrafi samodzielnie zgromadzić materiały naukowe oraz opracować i przedstawić wybrane zagadnienie dotyczące praktycznych zastosowań rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej. FM2A_U03, FM2A_U01, FM2A_U02 Presentation
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o podstawach fizycznych fluorescencyjnej analizy rentgenowskiej. Examination
M_W002 Student zna potencjalne pole zastosowań rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej - jej możliwości oraz ograniczenia. FM2A_W02, FM2A_W04 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student angażuje się w dyskusję w grupie, również z prowadzącym, potrafi formułować odpowiednie argumenty i bronić ich w trakcie dyskusji. - - - - - - - - + - -
Skills
M_U001 Student potrafi zastosować poznane procedury analityczne do wybranych typów próbek oraz umie przeanalizować oraz zweryfikować otrzymane wyniki - - - - - - - - + - -
M_U002 Student potrafi samodzielnie zgromadzić materiały naukowe oraz opracować i przedstawić wybrane zagadnienie dotyczące praktycznych zastosowań rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej. - - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o podstawach fizycznych fluorescencyjnej analizy rentgenowskiej. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna potencjalne pole zastosowań rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej - jej możliwości oraz ograniczenia. + - - - - - - - + - -
Module content
Lectures:

1) Podstawy fizyczne metody XRF (4 h)
Oddziaływanie promieniowania X z materia, emisja promieniowania charakterystycznego, natężenie promieniowania charakterystycznego, efekty drugorzędowe, własności optyczne promieniowania X.

2)Źródła promieniowania X (4 h)
Hamowanie cząstek naładowanych, lampy rentgenowskie, synchrotrony, źródła radioizotopowe.

3)Spektrometria promieniowania X 1 (3 h)
Granice wykrywalności, metody modyfikacji wiązki pierwotnej, EDXRF i WDXRF

4)Spektrometria promieniowania X 2 (3 h)
Detektory promieniowania X, analiza widm XRF.

5)Analiza ilościowa (3 h)
Próbki cienkie oraz grube, próbki pośrednie, metoda parametrów fundamentalnych, inne algorytmy analizy ilościowej, metoda Monte-Carlo.

6)Obrazowanie XRF (3 h)
Metody ogniskowania promieniowania X, skaningowa mikroanaliza XRF, konfokalna XRF, full-field XRF, tomografia XRF.

7)Metody oparte na całkowitym odbiciu i fali stojącej, spektrometrie kątowo-rozdzielcze (TXRF, GIXRF) (3 h)

8)Praktyczne zastosowania metod opartych na XRF (7 h)

Workshops:

W ramach zajęć warsztatowych studenci będą mogli zapoznać się z praktyczną stroną metod opartych na fluorescencji rentgenowskiej.
1. Preparatyka próbek (3 h – pracownia chemiczna)
2. Analiza widm XRF (3 h – pracownia komputerowa)
3. Symulacja widm XRF (3 h – pracownia komputerowa)
4. Analiza jakościowa (3 h – pracownia rentgenowska)
5. Analiza ilościowa (3 h – pracownia rentgenowska)
6. Mikroanaliza XRF (3 h – pracownia rentgenowska)
7. Analiza śladowa (3 h – pracownia rentgenowska)

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Workshops participation 21 h
Contact hours 4 h
Realization of independently performed tasks 43 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Oceną końcową jest ocena z egzaminu.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowe wiadomości z zakresu fizyki

Recommended literature and teaching resources:

Bohdan Dziunikowski “Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Analysis”
Andrzej Markowicz, Rene van Grieken “Handbook of X-Ray Spectrometry”
B. Bekhoff et al. “Handbook of Practical X-Ray Fluorescence Analysis”
Ron Jenkins “X-Ray Fluorescence Spectrometry”
Richard Feynman “Feynmana wykłady z fizyki”

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. “Monte Carlo simulation code for confocal 3D micro-beam X-ray fluorescence analysis of stratified materials” Czyzycki M, Wegrzynek D, Wrobel P, Lankosz A; X-Ray Spectrometry 40(2) (2011) 88-95
2. “LabVIEW control software for scanning micro-beam X-ray fluorescence spectrometer” Wrobel P, Czyzycki M, Furman L, Kolasinski K, Lankosz M, Mrenca A, Samek L, Wegrzynek D; Talanta 2012, 93, 186-192
3. “Direct deconvolution approach for depth profiling of element concentrations in multi-layered materials by confocal micro-beam X-ray fluorescence spectrometry” Wrobel P, Czyzycki M; Talanta 2013, 113, 62-67
4. “X-ray fluorescence imaging system for fast mapping of pigment distributions in cultural heritage paintings” Zielinska A, Dabrowski W, Fiutowski T, Mindur B, Wiacek P, Wrobel P; Journal Of Instrumentation 2013, 8, P10011
5. “Depth profiling of element concentrations in stratified materials by confocal micro-beam X-ray fluorescence spectrometry with polychromatic excitation” Wrobel P, Wegrzynek D, Czyzycki M, Lankosz M; Analytical Chemistry 2014, 86, 11275−11280
6. “New approaches for correction of inter-layer absorption effects in X-ray fluorescence imaging of paintings.” P. Wróbel, P Frączek, M. Lankosz; Analytical Chemistry 2016, 88, 1661-1666
7. „LabVIEW interface with Tango control system for a multi-technique X-ray spectrometry IAEA beamline end-station at Elettra Sincrotrone Trieste” P.M. Wrobel, M. Bogovac, H. Sghaier, J.J. Leani, A. Migliori, R. Padilla-Alvarez,M. Czyzycki, J. Osan, R.B. Kaiser; Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 2016, 833, 105–109
8. “Combined micro-XRF and TXRF methodology for quantitative elemental imaging of tissue samples” Paweł M. Wróbel, Sławomir Bała, Mateusz Czyzycki, Magdalena Golasik, Tadeusz Librowski, Beata Ostachowicz, Wojciech Piekoszewski, Artur Surówka, Marek Lankosz; Talanta 2017, 162, 654–659
9. “Application of GEM-based detectors in full-field XRF imaging” W. Dąbrowski, T. Fiutowski,
P. Frączek, S. Koperny, M. Lankosz, A. Mendys, B. Mindur, K. Swientek, P. Wiącek and P.M. Wróbel; Journal of Instrumentation 2016, 11

Additional information:

Obecność na wykładach nie jest obowiązkowa. Obecność na zajęciach warsztatowych jest obowiązkowa – akceptowana jest jedna nieobecność.