CN109459458A - 荧光x射线分析装置和荧光x射线分析方法 - Google Patents

Abstract

提供荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法，能够在同一试样容器内不变更配置地测定分析深度不同的元素。荧光X射线分析装置具有：试样容器(4)，其能够收纳试样(S)；X射线源(2)，其向试样照射原级X射线(X1)；检测器(3)，其检测从被照射了原级X射线的试样产生的荧光X射线(X2)；以及照射范围变更机构(5)，其能够变更向试样容器内的试样照射原级X射线的范围，照射范围变更机构能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近试样容器的与检测器对置的壁面的试样照射原级X射线，在该宽范围照射中，以比局部照射大的区域向试样容器内的试样照射原级X射线。

Description

荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法

技术领域

本发明涉及能够检测食品或医疗品等试样中所包含的金属元素等的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法。

背景技术

荧光X射线分析是指：向试样照射从X射线源射出的X射线，利用X射线检测器来检测从试样放出的具有元素固有的能量的荧光X射线，由此，根据该能量来取得光谱，进行试样的定性分析或者定量分析。由于能够以非破坏的方式迅速地对试样进行分析，因此在工序/品质管理等中广泛利用该荧光X射线分析。近年来，正在讨论在食品中的镉(Cd)等的检测或定量等中也使用荧光X射线分析。

在米粒或米粉等以轻元素为主要成分的试样中，在检测微量含有的镉等重金属的情况下，以往，进行ICP(感应等离子体发光分析)等，但存在如下问题：需要使试样溶液化的预处理，在测定之前花费劳力和时间，并且由于分析者而导致分析结果产生偏差。但是，荧光X射线分析存在如下优点：即使不进行预处理也能够进行测定，由分析者导致的分析结果的偏差也比ICP小。在这样的荧光X射线分析中，当食品中的镉含有量为限制值(例如，米的情况下是0.4mg/kg以下)时，荧光X射线分析的检测极限为1mg/kg左右，也未得到充分的检测极限。

因此，以往，在食品等以轻元素为主要成分的试样的测定中，尤其是为了实现作为镉等产生比较高能量的荧光X射线的元素的限制值的0.1mg/kg数量级的检测极限，开发出了使X射线源和X射线检测器与试样容器对置配置的荧光X射线分析装置(参照专利文献1)。

在该荧光X射线分析装置中，通过使X射线源和X射线检测器更接近试样容器而提高所取得的X射线的灵敏度，而且，试样本身以难以吸收X射线的轻元素为主要成分，因此，对试样容器中能够以最高灵敏度进行测定的X射线检测器前表面的区域照射充分的激励X射线，并且也照射试样容器整体，由此，从位于试样容器的里侧的试样中检测分析深度比较深的镉等的高能量的荧光X射线，提高灵敏度和检测极限。这里，分析深度是指检测到试样中的关注元素的荧光X射线的深度，并且与关注元素(要定量的元素)的荧光X射线能量和作为试样中的主要成分的基质(共存元素)紧密相关，一般情况下，关注元素的荧光X射线能量越高并且试样中的基质的平均原子序数越低，则分析深度越深。例如，关于米粒或米粉为主要成分时的分析深度，镉为几10mm、砷为1mm左右。

此外，在测定产生比镉等低能量的荧光X射线的砷(As)等元素的情况下，在试样容器的里侧的试样产生的荧光X射线在试样容器内被吸收而不利于提高灵敏度，并且，比该荧光X射线高能量的散射X射线未被吸收而入射到X射线检测器并成为使背景强度增加的噪声，因此，开发出了通过变更试样容器和配置而高灵敏度地测定产生比镉等低能量的荧光X射线的元素的荧光X射线分析装置(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许第4874118号公报

专利文献2：日本特许第4854005号公报

在上述以往的技术中留有以下的课题。

即，在上述以往的荧光X射线分析装置中，例如如果要高灵敏度地测定分析深度不同的元素(例如，镉和砷)的每个元素，则需要分别准备形状互不相同的镉用的试样容器和砷用的试样容器，并向这些不同的试样容器填充试样而分别进行测定。因此，存在如下不良情况：所需的试样量变多，并且也花费了试样制作和测定试样的交换等的准备时间。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够在同一试样容器内不变更配置地测定分析深度不同的元素的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法。

本发明为了解决上述课题而采用了以下的结构。即，第1发明的荧光X射线分析装置的特征在于，具有：试样容器，其能够收纳试样；X射线源，其向所述试样照射原级X射线；检测器，其检测从被照射了所述原级X射线的所述试样产生的荧光X射线；以及照射范围变更机构，其能够变更向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线的范围，所述照射范围变更机构能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近所述试样容器的与所述检测器对置的壁面的所述试样照射所述原级X射线，在该宽范围照射中，以比所述局部照射大的区域向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线。

在该荧光X射线分析装置中，照射范围变更机构能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近试样容器的与检测器对置的第2壁面的试样照射原级X射线，在该宽范围照射中，以比局部照射大的区域向试样容器内的试样照射原级X射线，因此，能够根据关注元素的分析深度来将照射区域调整为宽范围照射和局部照射。即，在测定荧光X射线能量较高的关注元素时，通过与其分析深度对应的宽范围照射来进行，还从位于试样容器的里侧的试样检测高能量的荧光X射线，当测定荧光X射线能量较低的关注元素时，分析深度变浅，因此，与其对应地，对试样容器中的靠近检测器的试样进行局部照射，由此，从靠近检测器的试样检测低能量的荧光X射线，能够抑制来自位于试样容器的里侧的试样的作为噪声成分的散射X射线，能够高效地检测关注元素的荧光X射线。

第2发明的荧光X射线分析装置是在第1发明中，其特征在于，所述照射范围变更机构具有：准直器，其配置于所述X射线源与所述试样容器之间，具有能够供所述原级X射线透过的多个透过窗；以及准直器移动机构，其能够以使得所述原级X射线能够透过多个所述透过窗中的任意一个透过窗的方式使所述准直器相对于所述X射线源相对地移动，所述准直器具有局部用透过窗和宽范围用透过窗作为所述透过窗，该局部用透过窗能够在所述局部照射时使所述原级X射线照射到靠近所述检测器的区域，该宽范围用透过窗能够在所述宽范围照射时使所述原级X射线以比所述局部照射大的区域照射所述试样容器内的所述试样。

即，在该荧光X射线分析装置中，准直器具有：局部用透过窗，其能够在局部照射时使原级X射线照射到接近检测器的区域；以及宽范围用透过窗，其能够在宽范围照射时使原级X射线以比局部照射大的区域照射试样容器内的试样，因此，通过准直器移动机构使准直器移动，选择宽范围用透过窗或者局部用透过窗作为供原级X射线通过的透过窗，由此，能够容易地切换宽范围照射和局部照射。

第3发明的荧光X射线分析装置是在第1发明中，其特征在于，所述照射范围变更机构具有：准直器，其配置于所述X射线源与所述试样容器之间，具有能够供所述原级X射线透过的透过窗；以及准直器移动机构，其能够以使得所述原级X射线能够透过所述准直器的方式使所述准直器相对于所述X射线源相对地移动，所述准直器移动机构在所述宽范围照射时能够使所述透过窗移动到如下位置，该位置能够使得所述原级X射线以比所述局部照射大的区域照射所述试样容器内的所述试样，并且在所述局部照射时能够使所述透过窗移动到如下位置，该位置能够使得所述原级X射线以比所述宽范围照射窄的范围照射所述试样容器内的靠近所述检测器的所述试样。

即，在该荧光X射线分析装置中，准直器移动机构在宽范围照射时能够使透过窗移动到能够使得以比局部照射大的区域照射原级X射线的位置，并且在局部照射时能够使透过窗移动到能够使得在靠近检测器的比宽范围照射窄的范围内照射原级X射线的位置，因此，仅通过调整透过窗的位置，就能够容易地进行宽范围照射和局部照射。

第4发明的荧光X射线分析装置是在第1发明至第3发明中的任意发明中，其特征在于，所述照射范围变更机构能够根据所述荧光X射线中的要关注的元素的分析深度来调整所述宽范围照射和所述局部照射中的所述原级X射线的照射区域。

即，在该荧光X射线分析装置中，照射范围变更机构能够根据荧光X射线中的关注的元素的分析深度来调整宽范围照射和局部照射中的原级X射线的照射区域，因此，能够通过适合于关注元素的照射范围而在宽范围照射和局部照射中进行高精度的分析。

第5发明的荧光X射线分析装置是在第1发明至第4发明中的任意发明中，其特征在于，所述试样容器具有所述原级X射线能够透过的第1壁面和所述荧光X射线能够透过的第2壁面，所述X射线源与所述第1壁面相邻配置，并且所述检测器与所述第2壁面相邻配置，所述照射范围变更机构在所述局部照射时向所述第2壁面的内表面附近照射所述原级X射线。

即，在该荧光X射线分析装置中，检测器与第2壁面相邻配置，照射范围变更机构在局部照射时向第2壁面的内表面附近照射原级X射线，因此，不会从试样容器的里侧的试样产生散射X射线，检测器能够有效地仅测定从位于第2壁面的内表面附近的试样呈辐射状地产生的荧光X射线。

第6发明的荧光X射线分析装置是在第1发明至第5发明中的任意发明中，其特征在于，所述试样以轻元素为主要成分，所述照射范围变更机构能够在检测所述试样中的元素中的Cd、Sn、Sb、Ba中的至少一个时切换为所述宽范围照射，在检测所述试样中的元素中的As、Pb、Hg、Br中的至少一个时切换为所述局部照射。

即，在该荧光X射线分析装置中，照射范围变更机构能够在检测试样中的元素中的比较高能量的Cd、Sn、Sb、Ba中的至少一个时切换为宽范围照射，在检测试样中的元素中的比所述Cd、Sn、Sb、Ba低能量的As、Pb、Hg、Br中的至少一个时切换为局部照射，因此，能够在同一试样容器内不变更配置地高灵敏度地测定Cd、Sn、Sb、Ba中的至少一个和As、Pb、Hg、Br中的至少一个。

第7发明的荧光X射线分析装置是在第1发明至第6发明中的任意发明中，其特征在于，所述试样是米粒、米粉或者流动性的固体或者液体。

即，在该荧光X射线分析装置中，在试样是米粒、米粉或者流动性的固体或液体(例如，粥)的情况下，能够不变更试样容器和配置地高灵敏度地测定米粒、米粉或者流动性的固体或液体所包含的重金属中的分析深度不同的多个元素。

在第8发明的荧光X射线分析方法中，从X射线源向试样容器内的试样照射原级X射线，并通过检测器来检测从所述试样产生的荧光X射线，该荧光X射线分析方法的特征在于，该荧光X射线分析方法包含如下工序：局部照射工序，至少向靠近所述试样容器的与所述检测器对置的壁面的所述试样照射所述原级X射线；以及宽范围照射工序，以比所述局部照射大的区域向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线。

即，在该荧光X射线分析方法中，包含了局部照射工序和宽范围照射工序，在该局部照射工序中，至少向靠近试样容器的与检测器对置的壁面的试样照射原级X射线，在该宽范围照射工序中，以比局部照射大的区域向试样容器内的试样照射原级X射线，因此，能够在保持同一试样容器的情况下，在宽范围照射工序中高灵敏度地测定分析深度较深的元素，并且能够在局部照射工序中高灵敏度地测定分析深度较浅的元素。

根据本发明，起到了以下的效果。

即，根据本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法，由于能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近试样容器的与检测器对置的壁面的试样照射原级X射线，在该宽范围照射中，以比局部照射大的区域向试样容器内的试样照射原级X射线，因此，在测定分析深度较深的元素时，通过进行宽范围照射，从位于试样容器的里侧的试样检测高能量的荧光X射线，在测定分析深度较浅的元素时，通过进行局部照射，从最接近检测器的试样检测低能量的荧光X射线，能够抑制从试样容器的里侧产生的高能量的散射X射线所导致的噪声，从而高效地检测低能量的荧光X射线。

因此，在本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法中，能够不变更试样容器和配置地以良好的灵敏度测定分析深度不同的多个元素，能够将所需的试样量和测定的准备时间等降低为大约一半。

附图说明

图1是示出本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法的第1实施方式中的宽范围照射工序(a)和局部照射工序(b)的X射线光学系统的示意图。

图2是示出第1实施方式中的准直器的立体图。

图3是示出本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法的第2实施方式中的宽范围照射工序(a)和局部照射工序(b)的X射线光学系统的示意图。

标号说明

1、21：荧光X射线分析装置；2：X射线源；3：检测器；4：试样容器；4a：第1壁面；4b：第2壁面；5；25：照射范围变更机构；6、26：准直器；6a：宽范围用透过窗；6b：局部用透过窗；7：准直器移动机构；S：试样；X1：原级X射线；X2：荧光X射线。

具体实施方式

以下，参照图1和图2对本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法的第1实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的荧光X射线分析装置1具有：试样容器4，其能够收纳粒体状或者粉体状的试样S；X射线源2，其向试样S照射原级X射线X1；检测器3，其检测从被照射有原级X射线X1的试样S产生的荧光X射线X2；以及照射范围变更机构5，其能够变更向试样容器4内的试样S照射原级X射线X1的范围。

如图1的(b)所示，上述照射范围变更机构5能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近试样容器4的与检测器3对置的第2壁面4b的试样S照射原级X射线X1，在该宽范围照射中，如图1的(a)所示，以比局部照射大的区域A1向试样容器4内的试样S照射原级X射线X1。

另外，在上述局部照射时，向试样容器4内的试样S中的靠近检测器3的区域A2照射原级X射线X1。

即，如图1和图2所示，照射范围变更机构5具有：准直器(Collimator)6，其配置于X射线源2与试样容器4之间，具有能够供原级X射线X1透过的多个透过窗6a～6c；以及准直器移动机构7，其能够以使得原级X射线X1能够透过多个透过窗6a～6c中的任意一个透过窗的方式使准直器6相对于X射线源2相对地移动。

上述准直器6由不使原级X射线X1透过的元素和厚度的金属板形成，具有局部用透过窗6b和宽范围用透过窗6a作为透过窗，该局部用透过窗6b能够在局部照射时使原级X射线X1照射到靠近检测器3的区域A2，该宽范围用透过窗6a能够在宽范围照射时使原级X射线X1以比局部照射大的区域A1照射试样容器4内的试样S。另外，在本实施方式中，比局部照射大的区域A1被设定为试样容器2内的试样S整体。

上述宽范围用透过窗6a的开口直径被设定为使得来自X射线源2的原级X射线X1以较大的立体角照射到试样容器4内的试样S整体，上述局部用透过窗6b的开口直径被设定为比宽范围用透过窗6a小，以使得原级X射线X1以较小的立体角局部地照射到试样容器4内的试样S。

宽范围用透过窗6a的中心轴与准直器6的轴线C一致，但局部用透过窗6b形成为使中心轴相对于轴线C偏离。另外，准直器6的轴线C被设定为与原级X射线X1的光轴一致。此外，准直器6的轴线C被设定为使得在相对于图1的纸面垂直的方向上，宽范围用透过窗6a位于里侧。

此外，在准直器6上除了形成有宽范围用透过窗6a和局部用透过窗6b之外，还形成有在相对于轴线C偏离的位置开口的透过窗6c。

上述透过窗6a～6c都是与原级X射线X1的照射区域和照射方向对应地设定了开口形状、开口直径和配置的贯通孔。

另外，也可以在这些透过窗6a～6c上设置吸收作为背景的能量带域的原级X射线的Mo或Zr等基色滤光器(一次フィルタ)，以使背景强度下降。

上述准直器6被设置为能够在试样容器4与X射线源2之间移动。

上述准直器移动机构7由电动机等构成，使准直器6能够在轴线C方向上移动并且能够调整准直器6与X射线源2之间的距离。即，准直器移动机构7能够使准直器6移动而使透过窗6a～6c中的任意透过窗与X射线源2对置配置。

上述试样容器4具有原级X射线X1能够透过的第1壁面4a和荧光X射线X2能够透过的第2壁面4b。这些第1壁面4a和第2壁面4b构成了试样容器4的V字状的底面。

试样容器4由X射线比较容易透过的塑料等有机材料或铝、硅、镁等材质形成。

另外，试样容器4被未图示的试样台支承。例如，使试样容器4从上方插入于在试样台上开设的设置孔中，使试样容器4的上部与设置孔抵接，由此，以第1壁面4a和第2壁面4b向下方露出的状态设置试样容器4。

上述X射线源2与第1壁面4a对置地相邻配置，并且检测器3与第2壁面4b相邻配置。即，X射线源2与第1壁面4a的外表面接近地对置配置，并且检测器3与第2壁面4b的外表面接近地对置配置，X射线源2和检测器3分别配置于试样容器4的下方。

这样，由于检测器3与第2壁面4b对置地相邻配置，因此，照射范围变更机构5被设定为，在局部照射时，向第2壁面4b的内表面附近照射原级X射线X1。特别地，由于第1壁面4a和第2壁面4b构成了V字状底面，因此，X射线源2与检测器3不干渉，因此，能够与试样容器4的各壁面接近地配置。而且，在局部照射时，容易从第1壁面4a侧向第2壁面4b的内表面附近局部地照射原级X射线X1。

在本实施方式中，试样S以C、O、H、N等轻元素为主要成分，例如是米粒或者米粉、小麦粉等谷物或豆类等食品、医疗品、化学工业制品等。

另外，轻元素是原级X射线X1容易透过的元素，原子序数越小的元素，则X射线的透过率越高，轻元素包含C、O、H、N或者Al、Mg等元素并且也包含了有机材料。

上述照射范围变更机构5尤其能够在检测试样S中的元素中的荧光X射线的能量比较高的、例如产生大约20～30KeV的能量的Cd、Sn、Sb、Ba等元素的微量重金属时宽范围地照射，在检测试样S中的元素中的比所述Cd等低能量的例如产生大约10KeV的能量的As、Pb、Hg、Br等元素的微量重金属时以靠近检测器3的方式狭窄地局部照射。

这些作为检测对象的关注元素是至少产生比主要成分的元素大的能量的荧光X射线的元素。

上述X射线源2具有能够照射原级X射线X1的X射线管球2a，将从管球2a内的灯丝(阴极)产生的热电子借助施加在灯丝(阴极)与靶(阳极)之间的电压而被加速，并与作为靶的W(钨)、Mo(钼)、Cr(铬)等冲撞而产生的X射线作为原级X射线X1，从铍箔等出射窗(省略图示)射出。

上述检测器3隔着X射线入射窗(省略图示)而具有半导体检测元件(例如，作为pin构造二极管的Si(硅)元件)(省略图示)，当荧光X射线X2的1个X射线光子入射到半导体检测元件上时，产生与该1个X射线光子对应的电流脉冲。该电流脉冲的瞬间的电流值与所入射的特性X射线的能量成比例。此外，检测器3被设定为，将半导体检测元件产生的电流脉冲转换为电压脉冲并进行放大，作为信号进行输出。

另外，在试样容器4与检测器3之间具有屏蔽板8，以使得来自X射线源2的原级X射线X1不直接入射到检测器3。

此外，本实施方式的荧光X射线分析装置1还具有分析器(省略图示)和控制部(省略图示)。

上述分析器是根据上述信号得到电压脉冲的波高并生成能谱的波高分析器(多通道分析仪)。

上述控制部是由CPU等构成的计算机，也与显示器等连接，具有将分析结果显示在显示器上的功能。

接下来，以下，对使用了本实施方式的荧光X射线分析装置1的荧光X射线分析方法进行说明。

首先，在上述试样容器4内填充适量粒体状或者粉体状的试样S(例如，米粒或者米粉)，将填充有试样S的试样容器4安装到试样台上。

在本实施方式的荧光X射线分析方法中，包含了局部照射工序和宽范围照射工序，在该局部照射工序中，向试样容器4内的试样S中的最接近检测器3的区域A2照射原级X射线X1，在该宽范围照射工序中，以比局部照射大的区域A1向试样容器4内的试样S照射原级X射线X1，切换局部照射工序和宽范围照射工序并进行分析。

在将试样S中的元素中的分析深度较深的元素例如Cd、Sn、Sb、Ba等作为关注元素而检测时，如图1的(a)所示，通过宽范围照射工序进行测定。

即，在宽范围照射工序中，通过照射范围变更机构5使准直器6移动，以使得宽范围用透过窗6a与X射线源2对置，并且通过出射窗射出的原级X射线X1的光轴XC与宽范围用透过窗6a的中心轴同轴。另外，检测器3的中心轴被设定为与原级X射线X1的光轴XC垂直地交叉。

在该状态下，当从X射线源2射出原级X射线X1时，原级X射线X1通过宽范围用透过窗6a而以较大的立体角辐射到第1壁面4a整体上，并照射到试样容器4内的试样S整体。特别地，在米粒等以轻元素为主要成分的试样S中，原级X射线X1透过至内部深处，使试样S的包含关注元素的内部整体被激励，从而产生荧光X射线X2。因此，从试样容器4内的试样S整体产生的荧光X射线X2能够入射到与第2壁面4b相邻的检测器3。此时，检测器3也能够从位于试样容器4的里侧的试样S检测高能量的荧光X射线X2。

接下来，在将试样S中的元素中的分析深度较浅的元素，尤其是As、Pb、Hg、Br中的至少一个作为关注元素而检测时，如图1的(b)所示，通过局部照射工序进行测定。

即，在局部照射工序中，通过照射范围变更机构5使准直器6移动，以使得局部用透过窗6b与X射线源2对置并且局部用透过窗6b的中心轴相对于原级X射线X1的光轴XC偏离。此时，准直器6与X射线源2之间的位置关系与宽范围照射工序相同，但原级X射线X1相对于试样容器4的照射方向和照射的立体角改变，原级X射线X1的照射方向通过局部用透过窗6b而朝向第2壁面4b的内表面附近，并且照射直径比宽范围照射工序小。

在该状态下，当原级X射线X1从X射线源2通过出射窗而射出时，原级X射线X1通过局部用透过窗6b而以较小的立体角向第1壁面4a的靠近第2壁面4b的位置射出，从试样容器4内的第2壁面4b照射到位于与关注元素的分析深度对应的区域A2的试样S。因此，从位于第2壁面4b的内表面附近(区域A2)的试样S产生的荧光X射线X2入射到与第2壁面4b相邻的检测器3。此时，检测器3能够从靠近检测器3的试样S检测到低能量的荧光X射线X2。此外，由于原级X射线X1未照射到远离第2壁面4b的试样容器4的里侧，因此，不产生来自该区域的荧光X射线，能够抑制作为噪声的高能量的散射X射线。

这样，在本实施方式的荧光X射线分析装置1中，照射范围变更机构5能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近试样容器4的与检测器3对置的第2壁面4b的试样S照射原级X射线X1，在该宽范围照射中，以比局部照射大的区域A1向试样容器4内的试样S照射原级X射线X1，因此，能够根据关注元素的分析深度来将照射区域调整为宽范围照射和局部照射。

即，在测定荧光X射线能量较高的关注元素时，通过与其分析深度对应的宽范围照射来进行，也从位于试样容器4的里侧的试样S检测高能量的荧光X射线，当测定荧光X射线能量较低的关注元素时，分析深度变浅，因此，与其对应地，对试样容器4中的靠近检测器3的试样S进行局部照射，由此，从靠近检测器3的试样S检测低能量的荧光X射线X2，能够抑制作为来自位于试样容器4的里侧的试样S的噪声成分的散射X射线，高效地检测关注元素的荧光X射线X2。

这样，通过与测定的元素的分析深度对应地切换照射区域而照射原级X射线X1的波束，能够高效地通过检测器3来有效地检测关注元素的荧光X射线X2。

特别地，照射范围变更机构5能够在检测试样S中的元素中的Cd、Sn、Sb、Ba等时切换为宽范围照射，在检测试样S中的元素中的As、Pb、Hg、Br等时切换为局部照射，因此，能够在同一试样容器4内不变更配置地高灵敏度地测定Cd、Sn、Sb、Ba等和As、Pb、Hg、Br等。

这样，照射范围变更机构5能够根据荧光X射线X2中的关注的元素的分析深度来调整宽范围照射和局部照射中的原级X射线X1的照射区域，因此，能够通过适合于关注元素的照射范围而在宽范围照射和局部照射中进行高精度的分析。

此外，在试样S是米粒、米粉或者流动性的固体或者液体(例如，粥)的情况下，能够不变更试样容器4和配置地高灵敏度地测定米粒、米粉或者流动性的固体或者液体所包含的重金属中的分析深度不同的上述多个元素。

此外，准直器6具有：局部用透过窗6b，其能够在局部照射时使原级X射线X1照射到最接近检测器3的区域A2；以及宽范围用透过窗6a，其能够在宽范围照射时使原级X射线X1以比局部照射大的区域照射试样容器4内的试样S，因此，通过准直器移动机构7使准直器6移动，选择宽范围用透过窗6a或者局部用透过窗6b作为供原级X射线X1通过的透过窗，由此，能够容易地切换宽范围照射和局部照射。

此外，检测器3与第2壁面4b相邻配置，照射范围变更机构5在局部照射时向第2壁面4b的内表面附近照射原级X射线X1，因此，检测器3能够有效地测定从位于第2壁面4b的内表面附近的试样S呈辐射状地产生的荧光X射线X2。

这样，在本实施方式的荧光X射线分析方法中，包含了局部照射工序和宽范围照射工序，在该局部照射工序中，向试样容器4内的试样S中的最接近检测器3的区域A2照射原级X射线X1，在该宽范围照射工序中，以比局部照射大的区域向试样容器4内的试样S照射原级X射线X1，切换局部照射工序和宽范围照射工序来进行分析，因此，能够在保持着同一试样容器4的情况下，在宽范围照射工序中高灵敏度地测定分析深度较深的元素，并且能够在局部照射工序中高灵敏度地测定分析深度较浅的元素。

接下来，以下，参照图3对本发明的荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法的第2实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式的说明中，对在上述实施方式中说明的相同结构要素赋予同一标号，并省略其说明。

第2实施方式与第1实施方式的不同点在于：在第1实施方式中，采用切换与关注元素的分析深度对应的多个透过窗6a～6c的结构，与此相对，在第2实施方式的荧光X射线分析装置21中，如图3所示，准直器26仅具有一个宽范围用透过窗6a作为透过窗，准直器移动机构25变更宽范围用透过窗6a的位置来进行宽范围照射和局部照射的变更。

即，在第2实施方式中，准直器移动机构25在宽范围照射时能够使透过窗6a移动到能够使得原级X射线X1以比局部照射大的区域照射试样容器4内的试样S的位置，并且在局部照射时能够使透过窗6a移动到能够使得原级X射线X1以比宽范围照射窄的范围照射试样容器4内的靠近检测器3的试样S的位置。

在将分析深度较深的元素作为关注元素来进行宽范围照射的情况下，如图3的(a)所示，准直器移动机构25以使宽范围用透过窗6a的中心轴与X射线源2的光轴XC一致的方式使准直器26移动。此外，在将分析深度较浅的元素作为关注元素来进行局部照射的情况下，如图3的(b)所示，准直器移动机构25以使宽范围用透过窗6a的中心轴相对于X射线源2的光轴XC偏离的方式使准直器26沿图中的箭头Y方向移动。此时，通过位置偏离的宽范围用透过窗6a遮断原级X射线X1的一部分，原级X射线X1不会照射到远离第2壁面4b的位于试样容器4的里侧的试样S。

另外，此时，为了使来自X射线源2的原级X射线X1不会不通过试样容器4而直接入射到检测器3，也可以在X射线源2与检测器3之间设置障碍板(省略图示)。

此外，在第2实施方式中，使用仅具有一个宽范围用透过窗6a作为透过窗的准直器26，但也可以如第1实施方式那样，使用具有多个透过窗的准直器，变更多个透过窗中的宽范围用透过窗6a的位置来设定为不仅进行宽范围照射还进行局部照射。

这样，在第2实施方式的荧光X射线分析装置21中，准直器移动机构25在宽范围照射时能够使透过窗(宽范围用透过窗6a)移动到能够使得以比局部照射大的区域照射原级X射线X1的位置，并且在局部照射时能够使透过窗(宽范围用透过窗6a)移动到能够使得在靠近检测器3的比宽范围照射窄的范围内照射原级X射线X1的位置，因此，仅通过调整透过窗的位置，就能够容易地进行宽范围照射和局部照射。

另外，本发明的技术范围不限于上述各实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。

例如，在上述各实施方式中，使用具有透过窗作为照射范围变更机构的准直器，但也可以采用能够利用照射范围不同的毛细管来变更照射范围的照射范围变更机构。例如，可以是，在关注元素是分析深度较深的元素的情况下，在出射侧使用使得原级X射线变得平行的平行型毛细管，在关注元素是分析深度较浅的元素的情况下，在出射侧使用使得原级X射线朝向与试样容器的检测器对置的壁面会聚的集束型毛细管。

此外，在上述实施方式中，虽然应用于利用波高分析器来测定X射线的能量和强度的能量分散方式的荧光X射线分析装置，但是也可以应用于通过分光晶体对荧光X射线进行分光并测定X射线的波长和强度的波长分散方式的荧光X射线分析装置。

Claims (8)

1.一种荧光X射线分析装置，其特征在于，具有：

试样容器，其能够收纳试样；

X射线源，其向所述试样照射原级X射线；

检测器，其检测从被照射了所述原级X射线的所述试样产生的荧光X射线；以及

照射范围变更机构，其能够变更向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线的范围，

所述照射范围变更机构能够变更为局部照射和宽范围照射，在该局部照射中，至少向靠近所述试样容器的与所述检测器对置的壁面的所述试样照射所述原级X射线，在该宽范围照射中，以比所述局部照射大的区域向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线。

2.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述照射范围变更机构具有：

准直器，其配置于所述X射线源与所述试样容器之间，具有能够供所述原级X射线透过的多个透过窗；以及

准直器移动机构，其能够以使得所述原级X射线能够透过多个所述透过窗中的任意一个透过窗的方式使所述准直器相对于所述X射线源相对地移动，

所述准直器具有局部用透过窗和宽范围用透过窗作为所述透过窗，该局部用透过窗能够在所述局部照射时使所述原级X射线照射靠近所述检测器的区域，该宽范围用透过窗能够在所述宽范围照射时使所述原级X射线以比所述局部照射大的区域照射所述试样容器内的所述试样。

3.根据权利要求1所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述照射范围变更机构具有：

准直器，其配置于所述X射线源与所述试样容器之间，具有能够供所述原级X射线透过的透过窗；以及

准直器移动机构，其能够以使得所述原级X射线能够透过所述准直器的方式使所述准直器相对于所述X射线源相对地移动，

所述准直器移动机构在所述宽范围照射时能够使所述透过窗移动到如下位置，该位置能够使得所述原级X射线以比所述局部照射大的区域照射所述试样容器内的所述试样，

并且，所述准直器移动机构在所述局部照射时能够使所述透过窗移动到如下位置，该位置能够使得所述原级X射线以比所述宽范围照射窄的范围照射所述试样容器内的靠近所述检测器的所述试样。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述照射范围变更机构能够根据所述荧光X射线中的要关注的元素的分析深度来调整所述宽范围照射和所述局部照射中的所述原级X射线的照射区域。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述试样容器具有所述原级X射线能够透过的第1壁面和所述荧光X射线能够透过的第2壁面，

所述X射线源与所述第1壁面相邻配置，并且所述检测器与所述第2壁面相邻配置，

所述照射范围变更机构在所述局部照射时向所述第2壁面的内表面附近照射所述原级X射线。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述试样以轻元素为主要成分，

所述照射范围变更机构能够在检测所述试样中的元素中的Cd、Sn、Sb、Ba中的至少一个时切换为所述宽范围照射，在检测所述试样中的元素中的As、Pb、Hg、Br中的至少一个时切换为所述局部照射。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的荧光X射线分析装置，其特征在于，

所述试样是米粒、米粉或者流动性的固体或液体。

8.一种荧光X射线分析方法，从X射线源向试样容器内的试样照射原级X射线，并通过检测器来检测从所述试样产生的荧光X射线，其特征在于，该荧光X射线分析方法包含如下工序：

局部照射工序，至少向靠近所述试样容器的与所述检测器对置的壁面的所述试样照射所述原级X射线；以及

宽范围照射工序，以比所述局部照射大的区域向所述试样容器内的所述试样照射所述原级X射线。