CN114720497A - X射线分光分析装置及元素分析方法 - Google Patents

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Abstract

分光元件(12)及检测器(14)沿着一个罗兰圆(104)的圆周配设。沿着罗兰圆(104)的分光元件(12)的分光面的长度短于照射至试样支架(108)的激发射线的照射面在罗兰圆(104)的面内的长度。配设有分光元件(12)和试样支架(108)使得通过分光元件(12)的共通的分光范围对特征X射线组进行分光。

Description

X射线分光分析装置及元素分析方法
技术领域
本公开内容涉及X射线分光分析装置及元素分析方法。
背景技术
已知有X射线分光分析装置作为将照射了1次X射线、电子束等激发射线的试样所发出的特征X射线(荧光X射线)分光来检测各波长的强度的装置。作为这样的X射线分光分析装置，在国际公开第2018/053272号中记载有沿着一个罗兰圆的圆周配设弯曲型的分光晶体及检测器的X射线分光分析装置。国际公开第2018/053272号所记载的X射线分光分析装置在利用弯曲型的分光晶体对来自配置于罗兰圆的内部的光源的特征X射线进行汇聚的同时进行分光，利用检测器对其进行检测。
发明内容
在国际公开第2018/053272号所记载的X射线分光分析装置中，在利用弯曲型的分光晶体那样的分光元件对峰波长彼此不同的特征X射线组进行分光的情况下，没有考虑到应在分光元件的哪个分光范围使特性X射线组各自的特征X射线分光。若以要覆盖特征X射线组的全部峰波长的方式设定分光范围，则分光元件的分光面的沿着罗兰圆的长度变大。若该长度变大，则由于罗兰圆与分光元件的曲率半径的不同，会产生在离开罗兰圆的分光元件的区域中，检测器中的特征X射线的检测精度降低的问题。
本公开内容是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够在检测器中高精度地检测特征X射线的X射线分光分析装置。
根据本公开内容的一方案的X射线分光分析装置具备激发源、弯曲形状的分光元件、位置敏感型的检测器与运算部。激发源对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组。弯曲形状的分光元件对特征X射线组进行分光。位置敏感型的检测器检测由分光元件分光后的特征X射线组的至少一部分。运算部基于检测器的检测结果进行试样中包含的元素的分析。分光元件及检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设。沿着罗兰圆的分光元件的分光面的长度短于照射到试样支架的激发射线的照射面在罗兰圆的面内的长度。配设有分光元件与试样支架使得通过分光元件的共通的分光范围对特征X射线组进行分光。
根据本公开的另一方案的元素分析方法包括：对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组的步骤；使产生的特征X射线组入射到弯曲形状的分光元件，由分光元件对入射的特征X射线组进行分光，由位置敏感型的检测器检测分光后的特征X射线组的至少一部分的步骤；基于检测器的检测结果进行试样中包含的元素的分析的步骤，分光元件及检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设，沿着罗兰圆的分光元件的分光面的长度短于照射到试样支架的激发射线的照射面在罗兰圆的面内的长度，配设有分光元件与试样支架使得通过分光元件的共通的分光范围对特征X射线组进行分光。
本发明的上述及其他目的、特征、方案及优点将由与附图相关联地进行理解的与本发明相关的接下来的详细说明阐明。
附图说明
图1是概略地示出X射线分光分析装置的整体构成的图。
图2是示出X射线分光分析装置与罗兰圆的关系的图。
图3是示出弯曲形状的分光元件的一例的图。
图4A、图4B是示出从检测器的受光面观察到的Co的Kα1射线的投影像的模拟结果的图。
图5A～5C是示出基于检测器的检测结果的分析结果的图。
图6A、图6B是示出准直器的例子的图。
图7是示出变形例1的X射线分光分析装置与罗兰圆的关系的图。
图8是示出变形例2的X射线分光分析装置与罗兰圆的关系的图。
图9是示出变形例3的X射线分光分析装置与罗兰圆的关系的图。
图10是示出变形例4的试样支架及旋转机构的图。
具体实施方式
以下，参照附图对各实施方式进行详细说明。另外，对图中的相同或等同的部分标注相同的附图标记且不重复其说明。
[X射线分光分析装置10]
图1是概略地示出X射线分光分析装置10的整体构成的图。
如图1所示，X射线分光分析装置10具备作为激发源的X射线管11、弯曲形状的分光元件12、位置敏感型的检测器14、运算部15。
运算部15构成为控制X射线分光分析装置10的动作并基于检测器14的检测结果进行试样中包含的元素的分析。运算部15由处理器及存储器等构成。这些各部经由总线可相互通信地连接。
处理器典型的是CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或MPU(MicroProcessing Unit：微处理单元)等运算处理部。处理器通过读取并执行存储在存储器中的程序，来控制X射线分光分析装置10的各部的动作。存储器由RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)及闪存等非易失性存储器来实现。存储器存储由处理器执行的程序、或者由处理器使用的数据等。
X射线管11对保持在试样支架108的试样照射激发X射线(也简称为“激发射线”)，产生峰波长彼此不同的特征X射线组(波长范围不同的多个特征X射线)。具体而言，试样支架108具有将一边的长度设为L2的矩形状的照射面108a。照射面108a是试样支架108的开口部，对照射面108a整体照射激发射线。由于在该整个照射面108a内保持有试样，因此从照射面108a产生特征X射线组。
弯曲形状的分光元件12对来自照射面108a的特征X射线组进行分光。位置敏感型的检测器14检测由分光元件12分光后的特征X射线组的至少一部分。以下，在本实施方式中，也将由X射线激发而产生的特征X射线称为“荧光X射线”。
位置敏感型的检测器14也可以是一维检测器。一维检测器例如是硅微条型检测器。通过使用一维检测器作为位置敏感型的检测器14，与作为二维检测器的CCD(ChargeCoupled Device：电荷耦合器件)相机、CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：补全金属氧化物半导体)相机相比，能够期待装置的低成本化。此外，无需将二维数据重构为一维的工夫。
运算部15控制X射线管11照射激发射线并获取检测器14检测出的特征X射线组的检测结果来进行试样中包含的元素的分析。由此，能够分析试样中的元素的价数(平均价数)。在价数的分析中，试样中包含的元素及该元素的价数已知，且基于从该价数不同的多个标准试样分别放出的特征X射线的峰能量(特征X射线组各自的峰能量)，生成示出峰能量相对于价数的标准曲线(例如用1次函数表示能量与价数的关系的曲线)。价数的值通过使用X射线分光分析装置10测量试样，将基于检测器14的检测结果得到的特征X射线组各自的能量的值应用于标准曲线而得到。此外，X射线分光分析装置10也可以具备旋转机构110。运算部15可控制旋转机构110而使试样支架108旋转。关于旋转机构110，使用图10在后文叙述。
在此，L2是照射至试样支架108的激发射线的照射面108a在罗兰圆104(图2)的面内的长度。L1是沿着罗兰圆104的分光元件12的分光面的长度。在本实施方式中，分光元件12及检测器14沿着一个罗兰圆104的圆周配设。以下，使用图2具体地进行说明。
图2是示出X射线分光分析装置10与罗兰圆104的关系的图。如图2所示，试样支架108及X射线管11配设在半径R的罗兰圆104的圆内。分光元件12的分光面具有沿着罗兰圆104的圆周的形状与配置。在本实施方式中，检测器14被配置为其检测面与罗兰圆104的圆周并非在1点相接，而是在2点(图2中的焦点134、138)相交。通常，在X射线分光分析装置10中，存在需要检测从一个元素放出的多个能量的X射线(例如Kα射线与Kβ射线)、从多个元素分别放出的不同能量的X射线(例如来自Mn的Kα射线与来自Ni的Kα射线)的情况。通过如本实施方式那样配置检测器14，能够满足该要求。由此，X射线分光分析装置10能够以高分辨率检测不同能量的X射线。其中，分光元件12、检测器14也可以在起到本发明的作用效果的范围内具有与上述不同的形状与配置。
首先，来自X射线管11的激发X射线照射至照射面108a内的试样支架108，产生试样所含有的元素固有的荧光X射线。接着，从试样产生的荧光X射线在沿着罗兰圆104的圆周配设的分光元件(分光晶体)12上进行布拉格反射，由以其表面与罗兰圆104以2点(焦点134、138)相交的方式配设的检测器14检测。期望为照射面108a相对于从照射面108a入射至分光元件12的特征X射线的入射方向垂直的方式配设试样支架108，在本实施方式中，L2是指将照射面108a设为垂直的情况下的长度。检测器14也可以沿着罗兰圆104的圆周配设。
试样能够使用电池、催化剂等包含通过照射激发射线而产生特征X射线的金属材料的任意试样。例如，试样可以含有Mn(锰)、Co(钴)、Ni(镍)这三种元素。具体例中，试样也可以是包含Li(Mn1/3Co1/3Ni1/3)O2作为正极材料的锂离子电池(LIB)。试样也可以含有Fe(铁)。
在该情况下，首先，具有由作为含有元素之一的Mn产生的第1峰波长(也称为“第1波长范围”)的荧光X射线中，从试样表面的第1范围140开始发光的成分到达分光元件12的分光范围173并进行布拉格反射，通过光学路径116、118所示的范围，汇聚于罗兰圆104上的焦点138。
在此，以焦点128示出能够将第1范围140与分光范围173连结的罗兰圆上的虚拟焦点。在几何学上，能够认为荧光X射线从焦点128射出(以光学路径125、127所示的范围)，然后通过以光学路径116、118所示的范围而汇聚于焦点138。
此外，具有由Co产生的第2峰波长(也称为“第2波长范围”)的荧光X射线中，从试样表面的第2范围142开始发光的成分到达分光元件12的分光范围173并进行布拉格反射，通过由光学路径120、122所示的范围，罗兰圆上的焦点136成为汇聚位置。
在此，以焦点130表示能够将第2范围142与分光范围173连结的罗兰圆上的虚拟焦点。在几何学上，能够认为荧光X射线从焦点130射出(以光学路径121、123所示的范围)，然后通过由光学路径120、122所示的范围而汇聚于焦点136。
进而，具有由Ni产生的第3峰波长(也称为“第3波长范围”)的荧光X射线中，从试样表面的第3范围144开始发光的成分到达分光元件12的分光范围173并进行布拉格反射，通过由光学路径124、126所示的范围，汇聚于罗兰圆上的焦点134。
在此，以焦点132表示能够将第3范围144与分光范围173连结的罗兰圆上的虚拟焦点。在几何学上，能够认为荧光X射线从焦点132射出(以光学路径117、119所示的范围)，然后通过由光学路径124、126所示的范围而汇聚于焦点134。
这样，特征X射线(荧光X射线)包含峰波长彼此不同的特征X射线组(波长范围不同的多个特征X射线，在该情况下是分别从Mn、Co、Ni产生的特征X射线)。此外，在本实施方式中，配设有分光元件12和试样支架108使得通过分光元件12的共通的分光范围对这些特征X射线组进行分光。
具体而言，如上述说明的那样，从Mn、Co、Ni中的任一个产生的特征X射线也通过作为共通的分光范围的“分光范围173”进行分光。而且，配设有分光元件12和试样支架108使得通过分光范围173对它们进行分光。在本实施方式中，配设分光元件12与试样支架108使得沿着罗兰圆104的分光元件12的分光面的长度L1短于照射至试样支架108的激发射线的照射面在罗兰圆104的面内的长度L2。
在特征X射线组的分光范围不共通而是分别不同的情况下，沿着罗兰圆104的分光元件12的分光面的长度L1变长。在分光元件12为约翰型的情况下，其曲率半径为2R。在该情况下，若分光元件12的尺寸相对于半径R的罗兰圆104较大，则在分光元件12周边部，自罗兰圆104的偏移变大，其结果为，产生由光学像差引起的焦点偏移。由此，检测器14的检测精度降低。
此外，在特征X射线组的分光范围为各自被完全分离的构成的情况下，在存在晶体缺陷的情况下，引起向检测器14入射的荧光X射线的位置偏移，由此产生峰偏移产生的问题。因此，有可能无法正确地评价价数。例如，在国际公开第2018/053272号中，多个X射线的分光范围分别为171、173、175(图2)而完全分离。
在本实施方式中，构成为仅通过共通的分光范围173对特征X射线组进行分光，使分光元件12的分光范围相对于试样的尺寸变小。由此，能够将弯曲形状的分光元件12的有效的分光范围173限定在与罗兰圆104的圆周相接的区域附近，因此能够防止因罗兰圆104与分光元件12的曲率半径的不同而导致的特征X射线的检测精度的降低。这样，能够在检测器14中高精度地检测荧光X射线。
此外，由此能考虑有如下3个优点。第一，通过共通的分光范围173进行分光，从而能够使分光元件12紧凑化，能够降低分光元件12的制造成本。第二，在分光元件12存在缺陷的情况下，能够仅通过对1个元素的检查来调查缺陷。第三，即使在存在分光元件12的缺陷的情况下，由于分光范围173是共通的，因此不会产生峰偏移。
图3是示出弯曲形状的分光元件12的一例的图。在本实施方式中，如图3所示，分光元件12是双重弯曲型的分光晶体。
分光元件12是在被研磨为弯曲面状的基座1020上粘贴成为分光晶体的薄板1022而制作的。底座的材料使用SUS等金属或低膨胀玻璃。分光晶体的材料优选为Si、Ge、LiF、水晶等单晶。
在图1、图2中说明的长度L1是分光元件12的分光面沿着罗兰圆104的长度。图3中的x方向是沿着罗兰圆104的方向，以下也称为“分光方向”。y方向是沿着与x方向垂直的分光元件12的方向，以下也称为“汇聚方向”。
分光元件12的尺寸在分光方向为Wx，在汇聚方向为Wy。在图1、图2所示的例子中，Wx＝L1。此外，Wy＝L1×6。但是，并不限定于该值。
分光元件12的凹面在分光方向(x方向)上具有半径Rx，在汇聚方向(y方向)上具有半径Ry的曲率。若将罗兰圆的半径设为R，则赋予最适曲率的严格解由Rx＝2R、Ry＝2R×sin2θB表示。在此，θB是由分光晶体(分光元件12)的晶格间隔与入射X射线的波长决定的布拉格反射角度。
作为检测器14，使用Si的微条检测器(SSD：SiStrip Detector)。作为SSD的一例，能够使用Dectris公司(瑞士)制的一维的半导体阵列检测器Mythen2。Mythen2以其一个像素的尺寸为50μm(x方向；沿着罗兰圆104的方向)×8mm(y方向：与x方向垂直的沿着检测器的方向)在x方向上累积1280像素(通道)。总的视野尺寸为64mm(x方向)×8mm(y方向)。
[Co的Kα1射线的投影像的模拟结果]
图4A、图4B是示出从检测器14的受光面观察到的Co的Kα1射线的投影像的模拟结果的图。
在此，将照射至试样支架108的激发射线的照射面108a的沿着罗兰圆104的方向设为x方向，将与x方向垂直的沿着照射面108a的方向设为y方向。在图1的例子中说明的L2是试样支架108中的照射面108a的x方向的长度。此外，将照射面108a的y方向的长度也设为L2。
在图4A、图4B中，示出了在假定从具有L2(x方向)×L2(y方向)的大小的试样的照射面(图1中的照射面108a)均匀地发出CoKα1射线(6.9303keV)的情况下，通过蒙特卡罗模拟(光线追踪)来计算该光线在检测器的检测面上结成怎样的投影像的结果。分光晶体(分光元件12)假定为Ge(220)的单晶。
图4A是分光元件12的尺寸为Wx＝L1、Wy＝L1×6的情况下的模拟结果，图4B是分光元件12的尺寸为Wx＝L1×6、Wy＝L1×6的情况下的模拟结果。在本实施方式中，L2＝L1×4。
在图4B的情况下，在检测器14的检测面中，在x方向上观察到由像差引起的拖尾。另一方面，可知在图4A的情况下，看不到这样的拖尾，可得到良好的分光特性。
这样，与分光元件12的x方向的尺寸为Wx＝L1×6的情况(图4B的例子)相比，在分光元件12的x方向的尺寸为1/6的Wx＝L1的情况下(图4B的例子)得到了良好的分光特性。
根据模拟结果，通过将分光元件12的尺寸Wx(＝L1＝L2/4)缩小为试样支架108中的照射面108a的x方向的长度L2的至少1/2以下，优选为1/4以下，得到了良好的检测特性。
在图1、图2中说明的本实施方式中，也将L1(沿着罗兰圆104的分光元件12的分光面中的分光范围中分光面的长度)设计为L2(照射面在罗兰圆104的面内的长度)的1/2以下。
由检测器14检测出的含有元素的荧光X射线波形通过由软件进行的数据处理，计算其峰中心能量、半宽值、峰高度，将其中任一值与试样的物理特性建立关联。例如，峰中心能量与含有元素的价电子状态相关，能够根据峰中心能量的微小变化获知试样的价数的变化。详细内容在以下的文献A中详述。
[文献A]K.Sato,T.Yoneda,T.Izumi,T.Omori,S.Tokuda,S.Adachi,M.Kobayashi,T.Mukai,H.Tanaka and M.Yanagida,Analytical Chemistry,Vol.92(1),pp.758-765,2020.
另外，作为Mn、Co、Ni的荧光X射线的Kα射线由Kα1射线与Kα2射线这两条构成。Mn的能量在Kα1射线为5898.7eV，Kα2为5887.6eV。Co的能量在Kα1射线为6930.3eV，Kα2为6915.3eV。Ni的能量在Kα1射线为7478.1eV，Kα2为7460.9eV。
一般地，Kα1射线与Kα2射线在量子涨落与检测系统的噪声的影响下，测量出的波形成为具有某个有限的宽度的峰，其底部部分重叠而被检测出。因此，优选通过曲线拟合分别进行峰分离，为此，需要连续获取包含两线的规定的能量范围(波长范围)的数据。
作为适合波形解析的能量范围(波长范围)，Kα1射线与Kα2射线的能量差的至少2倍以上、优选为3倍以上为一个参照基准。在本实施方式中获取Kα射线的信号，但不限于此，也可以构成为获取Kβ射线的信号。在该情况下，能够将Kα1射线置换为Kβ1，3射线，将Kα2射线置换为Kβ’射线来计算适宜的能量范围(波长范围)。
图5A～5C是示出基于检测器14的检测结果的分析结果的图。图5A是关于Fe的结果，图5B是关于Co的结果，图5C是关于Ni的结果。如图5A所示，在检测器14的x方向的规定的位置，可适宜地检测出Fe的Kα1及Kα2各自的光谱峰。对于Co和Ni也同样可适宜地检测出Kα1及Kα2各自的光谱峰。
[变形例]
以下，对本实施方式中的变形例进行说明。
<变形例1>
在本实施方式中，如图2所示，作为共通的分光范围的分光范围173构成为，由沿着罗兰圆104的分光元件12的分光面的长度(L1)划定。
但是，不限于此，也可以具备准直器(准直器180～183)，由准直器划定(确定)共通的分光范围。准直器配设在从试样支架108经由分光元件12到达检测器14为止的特征X射线组的路径上。
图6A、6B是示出准直器(准直器180、183)的例子的图。图6A是示出单开口型的准直器180的图，图6B是示出多开口型的准直器183的图。
如图6A所示，单开口型的准直器180具有1个开口部181a。与此相对，如图6B所示，多开口型的准直器183具有3个开口部(开口部184a～184c)。
图7是示出变形例1的X射线分光分析装置10a与罗兰圆104的关系的图。X射线分光分析装置10a的构成除了进一步配设有准直器180以外，基本上与X射线分光分析装置10相同，因此省略详细的说明。
如图7所示，准直器180配设在从试样支架108经由分光元件12到达检测器14为止的特征X射线组的路径上。具体而言，通过配设于分光元件12的附近，共通的分光范围173被准直器180的开口部181a缩窄，由此划定分光范围。
即，不依赖于分光元件12的尺寸，而是依赖于准直器180的开口部181a的尺寸来划定共通的分光范围173。
若成为信号的X射线照射到分光元件12的端部，则有时会产生不希望有的散射线。因此，通过如上述那样配设准直器180，能够防止不希望有的散射线的产生。
<变形例2>
图8是示出变形例2的X射线分光分析装置10b与罗兰圆104的关系的图。X射线分光分析装置10b的构成除了进一步配设有准直器181、182以外，基本上与X射线分光分析装置10相同，因此省略详细的说明。准直器181、182是与准直器180相同的单开口型的准直器。
如图8所示，准直器181、182配设于从试样支架108经由分光元件12到达检测器14为止的特征X射线组的路径上。具体而言，准直器181配设于从试样支架108到分光元件12为止的特征X射线组的路径上，准直器182配设于从分光元件12到达检测器14为止的特征X射线组的路径上，由此划定共通的分光范围173。
<变形例3>
图9是示出变形例3的X射线分光分析装置10c与罗兰圆104的关系的图。X射线分光分析装置10c的构成除了配设有准直器180、183以外，基本上与X射线分光分析装置10相同，因此省略详细的说明。
如图9所示，准直器180、183配设在从试样支架108经由分光元件12到达检测器14为止的特征X射线组的路径上。具体而言，将准直器180配设在分光元件12的附近，将准直器183配设在试样支架108的附近。
从Mn产生的荧光X射线通过准直器183的开口部184a(以光学路径125、127所示的范围)，从Co产生的荧光X射线通过准直器183的开口部184b(以光学路径121、123所示的范围)，从Ni产生的荧光X射线通过准直器183的开口部184c(以光学路径117、119所示的范围)。进而，共通的分光范围173被准直器180的开口部181a缩窄，划定分光范围。
这样，准直器也可以是使各波长范围的光线单独通过的准直器(准直器183)。通过屏蔽关注的波长范围以外的X射线，能够避免由散射线引起的SN比的降低。
<变形例4>
图10是示出变形例4的试样支架109及旋转机构110的图。在本实施方式中，X射线分光分析装置10具备旋转机构110。运算部15可控制旋转机构110使试样支架108旋转。
在该情况下，试样支架108及照射面108a构成为矩形状。但是不限于此，也可以具备使圆形状的试样支架109及照射面109a旋转的旋转机构110。照射面109a的直径为L2。
试样支架109内的试样因缺陷或偏在而不一定以均匀的状态被保持。如果像这样试样处于不均匀的状态，则基于检测器14的检测结果计算出的峰强度发生变化。如上所述，通过使保持试样的试样支架108旋转，能够避免峰强度的变化，在分析结果中能够期待较高的再现性。另外，X射线分光分析装置10也可以不具备旋转机构110。
<其他变形例>
分光元件12可以是Si、Ge、LiF、水晶等单晶，也可以对2keV以下的软X射线使用人工累加多层膜。此外，也可以使用具有与弯曲晶体同等的效果的衍射光栅。分光元件12的弯曲形状可以是约翰型(Johann type)，也可以是约翰逊型(Johannson type)。
分光元件12的弯曲形状可以是球面，也可以是环形(Toroidal)面。此外，若中央部接近球面，则也可以是椭圆面、抛物面等其他形状。如上所述，分光方向(x方向)与汇聚方向(y方向)的曲率优选由Rx＝2R、Ry＝2R×sin2θB决定，但也可以不严格地一致。特别是关于汇聚方向，也可以考虑制造的容易度而设为与分光方向相同的曲率。
激发射线可以是X射线，也可以是电子束、中子束、质子束。此外，位置敏感型的检测器14也可以是作为二维检测器的CCD、CMOS照相机。
[方案]
本领域技术人员可以理解上述的例示性的实施方式是以下的方案的具体例。
(第1方案)一方案所涉及的X射线分光分析装置具备激发源、弯曲形状的分光元件、位置敏感型的检测器与运算部。激发源对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组。弯曲形状的分光元件对特征X射线组进行分光。位置敏感型的检测器检测由分光元件分光后的特征X射线组的至少一部分。运算部基于检测器的检测结果进行试样中包含的元素的分析。分光元件及检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设。沿着罗兰圆的分光元件的分光面的长度短于照射至试样支架的激发射线的照射面在罗兰圆的面内的长度。配设有分光元件和试样支架使得通过分光元件的共通的分光范围对特征X射线组进行分光。
根据第1方案所述的X射线分光分析装置，由于能够将弯曲形状的分光元件的有效的分光范围限定在与罗兰圆的圆周相接的区域附近，因此能够防止因罗兰圆与分光元件的曲率半径的不同而导致的特征X射线的检测精度的降低。由此，能够在检测器中高精度地检测荧光X射线。
(第2方案)在第2方案所述的X射线分光分析装置中，检测器被配置为使其表面在2点与罗兰圆相交。
根据第2方案所述的X射线分光分析装置，能够以高分辨率检测不同能量的X射线。
(第3方案)在第1项所述的X射线分光分析装置中，进一步具备划定共通的分光范围的准直器。准直器配设在从试样支架经由分光元件到达检测器为止的特征X射线组的路径上。
根据第3方案所述的X射线分光分析装置，能够防止来自分光元件的端部的不希望有的散射线的产生。
(第4方案)在第1方案或第2方案所述的X射线分光分析装置中，准直器与特征X射线组的各组对应地具有多个开口部。
根据第4方案所述的X射线分光分析装置，通过屏蔽关注的峰波长(波长范围)以外的特征X射线，能够避免由散射线引起的SN比的降低。
(第5方案)在第1方案～第4方案的任一项所述的X射线分光分析装置中，沿着罗兰圆的圆周的分光元件的分光面中、分光范围中的分光面的长度为照射面在罗兰圆的面内的长度的1/2以下。
根据第5方案所述的X射线分光分析装置，由于能够将弯曲形状的分光元件的有效的分光范围限定在与罗兰圆的圆周相接的区域附近，因此能够防止因罗兰圆与分光元件的曲率半径的不同而导致的特征X射线的检测精度的降低。由此，能够在检测器中高精度地检测荧光X射线。
(第6方案)在第1方案～第5方案项所述的X射线分光分析装置中，检测器是一维检测器。
根据第6方案所述的X射线分光分析装置，能够期待装置的低成本化。此外，无需将二维检测器这样的二维数据重构为一维的工夫。
(第7方案)在第1方案～第6方案的任一项所述的X射线分光分析装置中，进一步具备使试样支架旋转的旋转机构。
根据第7方案所述的X射线分光分析装置，能够避免峰强度的变化，能够期待分析结果的较高的再现性。
根据第8方案所述的元素分析方法，包括：对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组的步骤；使产生的特征X射线组入射至弯曲形状的分光元件，由分光元件对入射的特征X射线组进行分光，由位置敏感型的检测器检测分光后的特征X射线组的至少一部分的步骤；基于检测器的检测结果进行试样中包含的元素的分析的步骤，分光元件及检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设，沿着罗兰圆的分光元件的分光面的长度短于照射至试样支架的激发射线的照射面在罗兰圆的面内的长度，配设有分光元件与试样支架使得通过分光元件的共通的分光范围对特征X射线组进行分光。
根据第8方案所述的元素分析方法，由于能够将弯曲形状的分光元件的有效的分光范围限定在与罗兰圆的圆周相接的区域附近，因此能够防止因罗兰圆与分光元件的曲率半径的不同而导致的特征X射线的检测精度的降低。由此，能够在检测器中高精度地检测荧光X射线。
上文对本发明的实施方式进行了说明，但应认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种X射线分光分析装置，其特征在于，具备：
激发源，对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组；
弯曲形状的分光元件，对所述特征X射线组进行分光；
位置敏感型的检测器，检测由所述分光元件分光后的所述特征X射线组的至少一部分；
运算部，基于所述检测器的检测结果进行所述试样中包含的元素的分析，
所述分光元件及所述检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设，
沿着所述罗兰圆的所述分光元件的分光面的长度短于照射至所述试样支架的所述激发射线的照射面在所述罗兰圆的面内的长度，
配设有所述分光元件与所述试样支架使得通过所述分光元件的共通的分光范围对所述特征X射线组进行分光。
2.如权利要求1所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
所述检测器被配置为使其表面在2点与所述罗兰圆相交。
3.如权利要求1所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
进一步具备划定所述共通的分光范围的准直器，
所述准直器配设在从试样支架经由所述分光元件到达所述检测器为止的所述特征X射线组的路径上。
4.如权利要求3所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
所述准直器与所述特征X射线组的各组对应地具有多个开口部。
5.如权利要求1所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
沿着所述罗兰圆的圆周的所述分光元件的分光面中、所述分光范围中的分光面的长度为所述照射面在所述罗兰圆的面内的长度的1/2以下。
6.如权利要求1所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
所述检测器是一维检测器。
7.如权利要求1所述的X射线分光分析装置，其特征在于，
进一步具备使所述试样支架旋转的旋转机构。
8.一种元素分析方法，其特征在于，包括：
对保持在试样支架的试样照射激发射线，产生峰波长彼此不同的特征X射线组的步骤；
使产生的所述特征X射线组入射至弯曲形状的分光元件，由所述分光元件对入射的所述特征X射线组进行分光，由位置敏感型的检测器检测分光后的所述特征X射线组的至少一部分的步骤；
基于所述检测器的检测结果进行所述试样中包含的元素的分析的步骤，
所述分光元件及所述检测器沿着一个罗兰圆的圆周配设，
沿着所述罗兰圆的所述分光元件的分光面的长度短于照射至所述试样支架的所述激发射线的照射面在所述罗兰圆的面内的长度，
配设有所述分光元件与所述试样支架使得通过所述分光元件的共通的分光范围对所述特征X射线组进行分光。
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