А́ТОМНО-ЭМИССИО́ННЫЙ СПЕКТРА́ЛЬНЫЙ АНА́ЛИЗ

А́ТОМНО-ЭМИССИО́ННЫЙ СПЕКТ­РА́ЛЬ­НЫЙ АНА́ЛИЗ (АЭСА), фи­зич. ме­тод ка­че­ст­вен­но­го и ко­ли­че­ст­вен­но­го эле­мент­но­го ана­ли­за, ос­но­ван­ный на ис­поль­зо­ва­нии спек­тров ис­пус­ка­ния сво­бод­ных ато­мов и од­но­атом­ных ио­нов в га­зо­вой фа­зе. При ка­че­ст­вен­ном АЭСА эле­мент­ный со­став ана­ли­зи­руе­мо­го ве­ще­ст­ва ус­та­нав­ли­ва­ют пу­тём срав­не­ния спек­тров проб и спек­тров хи­мич. эле­мен­тов, при­ве­дён­ных в ат­ла­сах и таб­ли­цах спек­траль­ных ли­ний. При ко­ли­чест­вен­ном АЭСА кон­цен­тра­цию или со­дер­жа­ние эле­мен­та оп­ре­де­ля­ют по за­ви­си­мо­сти ве­ли­чи­ны ана­ли­тич. сиг­на­ла (све­то­вой по­ток на фо­то­элек­трич. или фо­то­элек­трон­ный при­ём­ник, плот­ность по­чер­не­ния или оп­тич. плот­ность ли­нии на фо­то­пла­стин­ке) ис­ко­мо­го эле­мен­та от его со­дер­жа­ния в про­бе. В ос­но­ве ка­че­ст­вен­но­го АЭСА ле­жит ин­ди­ви­ду­аль­ность спек­тров ис­пус­ка­ния хи­мич. эле­мен­тов, ус­та­нов­лен­ная в 1859 Г. Кирх­го­фом и Р. Бун­зе­ном. На­ча­ло ко­ли­че­ст­вен­но­му АЭСА по­ло­жил в 1926 нем. фи­зик В. Гер­лах, раз­ра­бо­тав­ший ме­тод го­мо­ло­ги­че­ских пар ли­ний или внут­рен­не­го стан­дар­та.

АЭСА по­зво­ля­ет оп­ре­де­лять боль­шин­ст­во хи­мич. эле­мен­тов в ши­ро­ком диа­па­зо­не со­дер­жа­ний – от 10^–7% (нг/мл) до де­сят­ков про­цен­тов (мг/мл). Дос­то­ин­ст­ва ме­то­да – воз­мож­ность оп­ре­де­лять од­но­вре­мен­но бо­лее 40 эле­мен­тов в ма­лой про­бе с от­но­сит. по­греш­но­стью 1–20%, уни­вер­саль­ность ме­то­дич. приё­мов при ана­ли­зе разл. ве­ществ, экс­пресс­ность, а так­же срав­нит. про­сто­та, дос­туп­ность и низ­кая стои­мость ап­па­ра­ту­ры. При ана­ли­зе ве­ществ вы­со­кой чис­то­ты, ток­сич­ных и ра­дио­ак­тив­ных ма­те­риа­лов ис­поль­зу­ют т. н. хи­ми­ко-спек­траль­ные ме­то­ды ана­ли­за с пред­ва­рит. раз­де­ле­ни­ем ком­по­нен­тов про­бы или кон­цен­три­ро­ва­ни­ем оп­ре­де­ляе­мо­го эле­мен­та. При ана­ли­зе твёр­дых (по­рош­ко­вых), жид­ких (рас­тво­ров) и га­зо­об­раз­ных ве­ществ ме­то­ды АЭСА су­ще­ст­вен­но раз­ли­ча­ют­ся по ме­то­дич. под­хо­дам, ти­пам ис­точ­ни­ков воз­бу­ж­де­ния спек­тров, по спо­со­бам вве­де­ния ве­ще­ст­ва в зо­ну воз­бу­ж­де­ния спек­тров и по мет­ро­ло­гич. па­ра­мет­рам ре­зуль­та­тов ана­ли­за.

Оп­ре­де­ляю­щее влия­ние на чув­ст­ви­тель­ность и точ­ность АЭСА ока­зы­ва­ют фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­ки ис­точ­ни­ков воз­бу­ж­де­ния спек­тров (темп-ра раз­ря­да, кон­цен­тра­ция элек­тро­нов, вре­мя пре­бы­ва­ния ато­мов в зо­не воз­бу­ж­де­ния, ста­биль­ность ис­точ­ни­ка и др.). Наи­бо­лее час­то ис­поль­зу­ют ВЧ- и СВЧ-плаз­мо­тро­ны, ду­го­вые и ис­кро­вые раз­ря­ды, ис­точ­ни­ки с тлею­щим раз­ря­дом, ла­зер­ные уст­рой­ст­ва, вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ное пла­мя; при­ме­ня­ют так­же ком­би­ни­ров. ис­точ­ни­ки. Спек­тры ре­ги­ст­ри­ру­ют с по­мо­щью спек­тро­мет­ров (кван­то­мет­ров) и спек­тро­гра­фов, ко­то­рые от­ли­ча­ют­ся ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, су­ще­ст­вен­ны­ми для АЭСА: све­то­си­лой, дис­пер­си­ей, раз­ре­шаю­щей спо­соб­но­стью, ра­бо­чей об­ла­стью спек­тра.

АЭСА при­ме­ня­ют в на­уч. ис­сле­до­ва­ни­ях – с его по­мо­щью от­кры­ты но­вые хи­мич. эле­мен­ты, про­во­дят­ся гео­ло­гич., ар­хео­ло­гич., ас­т­ро­фи­зич. и пр. ис­сле­до­ва­ния. Это один из осн. ана­ли­тич. ме­то­дов; он ис­поль­зу­ет­ся для кон­тро­ля ис­ход­но­го сы­рья, про­ме­жу­точ­ных и го­товых про­дук­тов прак­ти­че­ски во всех от­рас­лях пром-сти, для ис­сле­до­ва­ния объ­ек­тов ок­ру­жаю­щей сре­ды. Дос­тиг­ну­тый уро­вень ав­то­ма­ти­за­ции АЭСА по­зво­ля­ет вклю­чать этот ме­тод в ав­то­ма­ти­зир. сис­те­мы ана­ли­тич. кон­тро­ля и управ­ле­ния тех­но­ло­ги­ей про­из-ва.