La inferencia bayesiana reduce drásticamente el tiempo de análisis de fluorescencia de rayos X.
Los segundos ahorrados se convierten en horas en varias mediciones
¿Cómo se pueden determinar los elementos que componen un material desconocido, como un meteorito? El análisis de fluorescencia de rayos X puede utilizarse para identificar la abundancia de elementos, irradiando muestras con rayos X y analizando el espectro que emiten, y puede detectar muchos elementos simultáneamente. Por esta razón, el análisis de fluorescencia de rayos X se ha utilizado para detectar niveles de metales pesados tóxicos en el suelo. Los métodos actuales de análisis por fluorescencia de rayos X tardan unos 10 minutos en identificar con precisión los elementos, por lo que se buscan nuevos métodos que puedan medir grandes cantidades o realizar múltiples mediciones de materiales desconocidos con rapidez.
Espectros de fluorescencia de rayos X a 1, 3, 5 y 3600 segundos. El gráfico de la izquierda muestra las mediciones sin estimación bayesiana, mientras que el gráfico de la derecha muestra las mediciones con estimación bayesiana, que tiende a obtener valores precisos incluso con tiempos de medición más cortos.
Tsugufumi Matsuyama, Osaka Metropolitan University
Un grupo de investigación conjunto, formado por el Dr. Tsugufumi Matsuyama, el profesor Kouichi Tsuji y Masanori Nakae, estudiante de segundo año de máster en la Escuela de Postgrado de Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka, e investigadores del Organismo de Energía Atómica de Japón, ha desarrollado un nuevo método aplicando la estimación bayesiana al análisis de fluorescencia de rayos X. El grupo consiguió reducir el tiempo de medición de un espectro de fluorescencia de rayos X por punto de medición, de 7 segundos a 3 segundos, reduciendo el tiempo necesario en 4 segundos para obtener resultados de análisis que no diferían significativamente de los espectros obtenidos al medir una muestra patrón de vidrio durante una hora. Por ejemplo, al crear una distribución elemental, pueden realizarse hasta 10.000 mediciones, en un área pequeña, dependiendo de la muestra. Por tanto, reducir el tiempo de medición por punto en 4 segundos puede reducir el tiempo total de medición en 40.000 segundos, lo que equivale a unas 11 horas, al crear una distribución elemental.
El Dr. Matsuyama declaró: "Hemos integrado con éxito la química analítica y la informática, utilizando la inferencia bayesiana aplicada al análisis de fluorescencia de rayos X". Se necesitan más estudios para determinar si es posible utilizar este método para detectar trazas de elementos. Si podemos realizar análisis elementales rápidos de forma no destructiva y sin necesidad de entrar en contacto con la muestra, esta técnica podría ser popular en muchos campos, como el análisis de productos industriales o materiales de desecho transportados en cintas transportadoras, y la monitorización de reacciones químicas en curso."
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