JP2003329621A - 微小部蛍光x線分析装置 - Google Patents

微小部蛍光x線分析装置

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JP2003329621A
JP2003329621A JP2002139667A JP2002139667A JP2003329621A JP 2003329621 A JP2003329621 A JP 2003329621A JP 2002139667 A JP2002139667 A JP 2002139667A JP 2002139667 A JP2002139667 A JP 2002139667A JP 2003329621 A JP2003329621 A JP 2003329621A
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rays
fluorescent
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Kazu Morioka
和 森岡
Shoji Kuwabara
章二 桑原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小部蛍光分析装置に一次X線フィルタを設
け、特性X線の分析能を高めること。 【解決手段】 X線集光用キャピラリレンズ3を用いる
ことによりX線を試料Sの微小部分に集光させて微小部
を分析する蛍光X線分析装置1を構成すると共に、この
X線集光用キャピラリレンズ3とX線源2との間に一次
X線フィルタ(一次X線フィルタ変換装置20)を配置
することにより、X線の集光位置の近傍付近への構成要
素の配置が困難な微小部蛍光X線分析装置への一次X線
フィルタの設置を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光X線分析装置
に関し、特に微小部分析に適した微小部蛍光X線分析装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】試料に対して、X線、γ線、電子線等の
照射線を照射し、試料から発生した特性X線を検出器で
測定することにより、試料の定性分析や定量分析を行う
蛍光X線分析装置が知られている。
【0003】エネルギー分散型の蛍光X線分析装置で
は、試料からの特性X線を半導体検出器等により直接X
線を直接に検出し、マルチチャネルアナライザーでエネ
ルギー選別することにより分析を行う。
【0004】試料に励起X線を直入射させる直入射方式
では、一次X線中に複数の波長成分が含まれているた
め、試料に照射するX線を単色化する方法が採られる。
例えば、Rhターゲットを用いたX線源では、一次X線
にRu,Rh,Pb,Sb,Sn,Cdなどの波長域の
成分が含まれているため、この一次X線をそのまま試料
に照射すると、これらの波長域成分はバックグラウンド
成分となり、Ru,Rh,Pb,Sb,Sn,Cdの分
析が困難となる。また、Rh−LαがCl−Kαが重な
るため分析が困難となる。X線の単色化としては、例え
ば、一次フィルターの吸収特性を使ってX線源から発せ
られる一次X線のバックグラウンド成分を低減させる方
法がある。
【0005】図4は、従来の蛍光X線分析装置の一構成
例を説明するための概略図である。図4に示す例は下面
照射による構成例を示している。X線管101から発せ
られた一次X線を一次X線フィルタ102を通し、一次
X線フィルタ102により一次X線に含まれるバックグ
ラウンド成分を低減し、試料Sに照射する。検出器10
3は、X線照射によって試料Sから発生した特性X線を
検出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】蛍光X線分析におい
て、試料の微小部分を分析することが求められる場合が
あるが、従来の蛍光X線分析装置では、このようなニー
ズに充分に対応することができないという問題がある。
【0007】これは、試料の微小部分を分析するには、
一次フィルタを通過した一次X線を試料上の微小部分に
照射する必要があるため、一次フィルタを試料が配置さ
れる位置に近接して設ける必要がある。しかしながら、
試料が配置される近傍には、X線を照射するための機構
の他に、特性X線を検出する検出器や、試料の光学像を
得るための光学観察系が設けられており、さらに、汎用
の分析装置では反射電子や二次電子を検出する電子線検
出器が設けられている。
【0008】微小部蛍光分析装置では、このようなX線
の照射機構と特性X線の検出機構を近接して配置する必
要があるため、種々の分析機構が密集する程度はさらに
過密なものとなり、このような狭い空間部分に、さらに
一次フィルタを設けることは困難である。そのため、微
小部蛍光X線分析装置において、一次X線フィルタを備
えることは困難であり、一次X線フィルタを設けない構
成では特性X線の分析能が制限されるというに問題があ
る。
【0009】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、微小部蛍光X線分析装置に一次X線フィルタを
設け、特性X線の分析能を高めることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、X線集光用キ
ャピラリレンズを用いることによりX線を試料の微小部
分に集光させ、これにより微小部を分析する蛍光X線分
析装置を構成すると共に、このX線集光用キャピラリレ
ンズとX線源との間に一次X線フィルタを配置する。こ
れにより、X線の集光位置の近傍付近に構成要素を配置
することが困難な微小部蛍光X線分析装置においても、
一次X線フィルタを設置することを可能とする。
【0011】本発明は、一次X線フィルタの配置位置
を、種々の構成要素が近接して配置されているX線の集
光位置ではなく、X線集光用キャピラリレンズとX線源
との間に配置することにより、微小部蛍光分析装置に一
次X線フィルタを設けることができる。
【0012】本発明の一次X線フィルタは、透過特性を
異にする複数のフィルタから構成し、X線源とX線集光
用キャピラリレンズを結ぶ光軸上に対して交換自在とす
る。複数のフィルタの内、光軸上に位置するフィルタを
交換することにより、試料に照射する一次X線の波長を
切り替えることができる。また、複数のフィルタは、例
えばX線シャッタの役をなすPb板のフィルタや、開口
部を形成してX線源からの一次X線を全て通すフィルタ
を含む構成としてもよい。
【0013】また、本発明の一次X線フィルタは、複数
のフィルタを支持する支持部材を、フィルタを交換自在
に回転させるハスバギアにより構成する。このハスバギ
アをモータやウォームギヤを含む駆動装置で回転させ、
所定位置で停止させることにより、光軸上に対するフィ
ルタ交換を行う。モータを電気信号に基づいて制御し、
回転位置を検出することにより、目的とするフィルタの
交換を自動で行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
蛍光X線分析装置を説明するための概略図である。蛍光
X線分析装置1は、試料S上にX線を照射する構成とし
て、X線源2と、X線集光用キャピラリレンズ3と、こ
のキャピラリレンズを所定位置に保持するキャピラリ固
定用フランジ4と、一次X線フィルタ交換装置20とを
備える。また、試料Sから発生した蛍光X線を検出する
構成として、蛍光X線集光部5と、検出器6を備える。
【0015】上記したX線を照射する構成、及び蛍光X
線を検出する構成は、X線照射室7により所定位置関係
に保持され、X線照射室7の開口部分には、X線集光用
キャピラリレンズ3及び蛍光X線集光部5の各先端部分
が、試料ステージ8側に突出して設けられている。X線
照射室7の下方位置には、試料ステージ8が設けられ
る。試料ステージ8は、上部面に配置する試料Sを支持
すると共に、X,Y方向及びZ方向に移動可能としてい
る。なお、X,Y方向の移動は、試料Sを分析機構に対
して横方向に移動させ、Z方向の移動は、試料Sを分析
機構に対して上下方向に移動させる。
【0016】また、本発明の蛍光X線分析装置1は、X
線照射室7と試料ステージ8との間の隙間にカバー部材
9を備える。カバー部材9は、少なくともX線照射室7
の下端部分を覆い、試料SがX線集光用キャピラリレン
ズ3や蛍光X線集光部5の先端部分と直接に接触しない
ように保護する。また、X線照射室7や他の接点部材
(図示していない)と組み合わせることにより、試料S
の接触を検出する電気的スイッチ機構を構成してもよ
い。
【0017】本発明の一次X線フィルタ交換装置20
は、一次X線のバックグラウンド成分を低減する複数の
一次X線フィルタを交換可能に保持し、透過特性を異に
する複数の一次X線フィルタを交換することにより、分
析目的に適した波長の一次X線を透過させる。一次X線
フィルタを透過した一次X線は、X線集光用キャピラリ
レンズ3を介して集光位置に集光される。集光位置に集
光された一次X線は、集光位置に配置された試料をX線
励起し、蛍光X線(特性X線)を発生する。
【0018】以下、図2及び図3を用いて一次X線フィ
ルタ交換装置を説明する。なお、図2は一次X線フィル
タ交換装置を正面方向から見た概略断面図であり、図3
は一次X線フィルタ交換装置を平面方向から見た概略断
面図である。一次X線フィルタ交換装置20は、X線源
2とX線集光用キャピラリレンズ3との間に配置され
る。一次X線フィルタ交換装置20は、透過特性を異に
する複数の一次X線フィルタ21(21a〜21f)を
フィルタ保持部22に備える。フィルタ保持部22は、
回転軸24の周りに回転自在とし、かつ所定の一次X線
フィルタを選択可能とする。
【0019】図3に示す構成の一次X線フィルタ21
は、例えば、透過するX線の波長が異なる一次X線フィ
ルタ21a〜21d(図3中の斜線を施したフィルタ部
分)と、X線源2から発せられた一次X線をそのまま通
過させる開口部21e(図3中の破線で表示するフィル
タ部分)と、X線源2から発せられた一次X線を遮蔽す
る鉛板21f等のフィルタ(図3中の実線で表示するフ
ィルタ部分)を備える。なお、一次X線フィルタの個数
及び組合せは任意に設定することができる。各一次X線
フィルタ21a〜21fは、図示するように、回転軸2
4を軸中心とする同心円上に配置され、一次X線フィル
タ21a〜21dの何れか一つは、所定位置においてX
線源2とX線集光用キャピラリレンズ3とを結ぶ光軸上
11を通るように配置される。
【0020】一次X線フィルタ21a〜21fを保持す
るフィルタ保持部22の外周部分にはハスバギヤ23が
設けられ、ウォームギヤ23と噛み合っている。ウォー
ムギヤ23は、モータ27により駆動される駆動軸26
に取り付けられる。モータ27により駆動軸26が駆動
されると、駆動軸26に取り付けられたウォームギヤ2
3はハスバギヤ23を駆動する。ハスバギヤ23の駆動
により、フィルタ保持部22は回転軸24を回転中心に
回転する。このフィルタ保持部22の回転により、光軸
上11を通る一次X線フィルタ21a〜21fは順次交
換される。
【0021】フィルタ保持部22の外周の所定位置には
位置検出器28a,28bが設置されている。位置検出
器28a,28bは、フィルタ保持部22の回転位置を
検出し、一次X線フィルタ21a〜21fの内でどの一
次X線フィルタが光軸上11を通っているかの位置を確
認することができ、初期位置等の所定位置を確認するこ
とによりモータ27の駆動パルス数を制御することによ
り、希望する一次X線フィルタを自動で交換することが
できる。
【0022】一次X線フィルタ交換装置20により、所
定の透過特性を有する一次X線フィルタ21を選択し、
X線源2とX線集光用キャピラリレンズ3とを結ぶ光軸
上に配置する。これにより、X線源2から発生された一
次X線は、選択配置された一次X線フィルタ21を通る
ことにより一次X線のバックグラウンド成分が低減さ
れ、所定波長の一次X線がX線集光用キャピラリレンズ
3に導かれる。X線集光用キャピラリレンズ3に導かれ
た一次X線フィルタは、集光位置に配置された試料S
(図1に示す)上に集光される。集光された一次X線は
試料SをX線励起し、特性X線(蛍光X線)を発生す
る。
【0023】異なる波長による蛍光X線分析を行う場合
には、一次X線フィルタ交換装置20により対応する一
次X線フィルタに交換する。また、試料Sに一次X線を
照射しない場合には、一次X線フィルタ交換装置20に
より鉛板等からなるフィルタ21fに交換する。また、
X線源で発生する一次X線をそのまま用いる場合には、
一次X線フィルタ交換装置20により開口部21eに交
換する。
【0024】本発明の構成によれば、一次X線フィルタ
の設置位置を、X線源とX線集光用キャピラリレンズと
の間の位置とすることより、微小部蛍光X線分析装置に
一次X線フィルタを設けることができる。また、一次X
線フィルタを一次X線フィルタ交換装置で交換自在とす
ることにより、微小部蛍光分析装置の分析範囲を調整す
ることができる。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微小部蛍光分析装置に一次X線フィルタを設け、特性X
線の分析能を高めることができる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光X線分析装置を説明するための概
略図である。
【図2】本発明の一次X線フィルタ交換装置の正面方向
から見た概略断面図である。
【図3】本発明の一次X線フィルタ交換装置の平面方向
から見た概略断面図である。
【図4】従来の蛍光X線分析装置の一構成例を説明する
ための概略図である。
【符号の説明】
1…蛍光X線分析装置、2…X線源、3…X線集光用キ
ャピラリレンズ、4…キャピラリ固定用フランジ、5…
蛍光X線集光管、6…検出器、7…X線照射室、8…試
料ステージ、9…カバー部材、10…保持部材、11…
光軸、20…一次X線フィルタ変換装置、21…一次X
線フィルタ、22…フィルタ保持部、23…ハスバギ
ア、24…回転軸、25…ウォームギア、26…駆動
軸、27…モータ、28a,28b…位置検出器、10
1…X線管、102…一次X線フィルタ、103…検出
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA01 BA04 CA01 EA06 GA01 GA06 JA01 KA01 PA11 PA14 SA02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源と、X線源から発生したX線を試
    料に集光させるX線集光用キャピラリレンズと、試料か
    ら発生した特性X線を検出する検出器とを備える微小部
    蛍光X線分析装置であって、 前記X線源と前記X線集光用キャピラリレンズとの間
    に、一次X線フィルタを備えることを特徴とする微小部
    蛍光X線分析装置。
  2. 【請求項2】 前記一次X線フィルタは透過特性を異に
    する複数のフィルタから構成され、前記フィルタは前記
    X線源と前記X線集光用キャピラリレンズを結ぶ光軸に
    対して交換自在であることを特徴とする、請求項1に記
    載の微小部蛍光X線分析装置。
  3. 【請求項3】 前記複数のフィルタは、フィルタを交換
    自在に回転させるハスバギアを構成し、当該ハスバギア
    を回転させることにより前記光軸に対してフィルタを交
    換することを特徴とする、請求項2記載の微小部蛍光X
    線分析装置。
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