Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)
Auch: RFA, XRF, Röntgenfluoreszenz, X-ray fluorescence
Zerstörungsfreies Analyseverfahren, das mittels Röntgenstrahlung die elementare Zusammensetzung von Edelmetallen und Legierungen präzise bestimmt.
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) – international als X-ray fluorescence (XRF) bekannt – gilt heute als Goldstandard der zerstörungsfreien Feingehalt-Bestimmung. Händler, Scheideanstalten und Zollbehörden setzen sie ein, um Barren und Münzen innerhalb von Sekunden auf ihre tatsächliche elementare Zusammensetzung zu prüfen, ohne das Stück zu beschädigen oder einzuschmelzen.
Funktionsprinzip
Ein RFA-Gerät bestrahlt die Probenoberfläche mit energiereicher Röntgenstrahlung (primäre Röntgenstrahlung). Diese Energie versetzt Elektronen in der inneren Atomschale in einen angeregten Zustand; beim Zurückfallen in den Grundzustand emittieren die Atome charakteristische Sekundär- oder Fluoreszenzstrahlung. Jedes Element besitzt eine eindeutige Energiesignatur – der Detektor des Geräts misst die Intensität und Energie dieser Strahlung und errechnet daraus die Elementkonzentrationen.
Primäre Röntgenstrahlung → Anregung der Elektronen
→ Emission von Fluoreszenzstrahlung (elementspezifisch)
→ Detektor misst Energie & Intensität
→ Software errechnet Feingehalt in ‰ oder Karat
Typischer Messablauf
- Gerät kalibrieren (Hersteller stellt zertifizierte Referenzstandards bereit).
- Prüfling auf die Messöffnung legen; Oberfläche muss plan und sauber sein.
- Messung starten – Dauer je nach Gerät und gewünschter Genauigkeit 10 bis 60 Sekunden.
- Ergebnis ablesen: Hauptelement (z. B. Au), Legierungsmetalle (Ag, Cu, Pd) und Spurenelemente in Gewichtsprozent oder Promille.
Stärken und Grenzen im Vergleich
| Kriterium | RFA | Säureprüfung | Dichtebestimmung |
|---|---|---|---|
| Zerstörungsfrei | Ja | Nein (Kratzer) | Ja |
| Messtiefe | Oberfläche (10–50 µm) | Oberfläche | Vollvolumen |
| Genauigkeit Feingehalt | ± 0,1–0,5 Gew.-% | grob | indirekt |
| Erkennt Wolfram-Kern | Nein | Nein | Ja (Dichte) |
| Gerätekosten | hoch (ab ca. 5 000 €) | gering | gering |
| Vor-Ort-Einsatz | möglich (Handgeräte) | möglich | möglich |
Wichtige Einschränkung: Die RFA erfasst nur die oberflächennahe Schicht von typischerweise 10 bis 50 Mikrometern. Eine Wolfram-Fälschung – ein Goldbarren mit Wolframkern – kann daher unentdeckt bleiben, wenn die Goldbeschichtung dicker als die Messtiefe ist. Für Barren ab einem bestimmten Gewicht empfiehlt sich deshalb die Kombination aus RFA und Ultraschallprüfung oder der Dichtebestimmung nach Archimedes.
Einsatzgebiete
- Ankauf von Altgold und Bruchgold: Händler ermitteln den Feingehalt innerhalb der Kundengespräche; der Schmelzwertrechner setzt den Wert sofort um.
- Münzprüfung: Bullionmünzen wie Krügerrand oder Maple Leaf können auf Feingehalt und Legierungszusammensetzung geprüft werden – ergänzend zur Münzen-Echtheitsprüfung.
- Industrielle Wareneingangskontrolle: Scheideanstalten prüfen Doré-Barren und Granulat auf Basis des LBMA Good-Delivery-Standards.
- Zollkontrolle: Behörden setzen mobile Handgeräte ein, um im Reiseverkehr deklarierte Edelmetalle schnell zu verifizieren.
Gerätetypen
Stationäre Laborgeräte (Röhrenleistung bis 50 W, flüssiger Stickstoff oder Peltier-Kühlung) erreichen die höchste Genauigkeit. Kompakte Handgeräte (Pistolenbauweise, auch Gun-XRF genannt) sind mit Akku betrieben und in wenigen Sekunden einsatzbereit – ideal für den mobilen Ankauf. Spezialisierte Münzprüfgeräte wie der Sigma Metalytics nutzen hingegen elektromagnetische Induktion statt Röntgenstrahlung und sind deshalb kein RFA-Gerät, werden aber häufig in einem Atemzug genannt.
Kurz gemerkt
Die RFA liefert in Sekunden einen präzisen, zerstörungsfreien Nachweis des Feingehalts – sie erkennt jedoch keinen Wolfram-Kern unter einer dicken Goldschicht. Für maximale Sicherheit bei größeren Barren empfiehlt sich die Kombination mit einer volumetrischen Methode wie der Dichtebestimmung oder Ultraschallprüfung.