JP2006071311A - 蛍光ｘ線分析装置およびそれに用いるプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＰ法で試料の組成を分析する蛍光Ｘ線分析装置などにおいて、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない種々の試料について十分正確に分析できるものを提供する。
【解決手段】 仮定した元素の濃度に基づいて、試料13中の各元素から発生する２次Ｘ線4 の理論強度を計算し、その理論強度と検出手段9 で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料13における元素の濃度を算出する算出手段10を備え、その算出手段10が、蛍光Ｘ線4 を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線4 を用い、理論強度と換算測定強度とが一致するように、仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＦＰ法で試料の組成や面積密度を分析する蛍光Ｘ線分析装置およびそれに用いるプログラムに関する。

従来、ファンダメンタルパラメータ法（以下、ＦＰ法という）を利用して、試料の組成や面積密度を分析する蛍光Ｘ線分析装置がある。ＦＰ法では、仮定した元素の濃度に基づいて、試料中の各元素から発生する２次Ｘ線の理論強度を計算し、その理論強度と検出手段で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、前記仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料における元素の濃度を算出する。ここで、酸素、炭素など蛍光Ｘ線を測定しない元素（強度が小さく吸収による減衰も大きいために事実上蛍光Ｘ線を測定できない元素で、以下、非測定元素という）は、通常は残分として扱われるが、汚泥、焼却灰、生体試料などのように、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない試料が問題となる。これに関連し、以下のような従来技術がある。

特許文献１に記載の技術では、実施例として、炭素、酸素および水素のみからなることが既知である試料において、炭素および酸素は測定元素としてそれぞれの蛍光Ｘ線の強度を対応させ、水素のみを非測定元素として、蛍光Ｘ線強度に代えて、コンプトン散乱線とトムソン（レーリー）散乱線の強度比を対応させている。

非特許文献１に記載の技術では、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の強度比に基づいて、試料全体の平均原子番号を求め、試料の重量を得ている。

非特許文献２に記載の技術では、非測定元素について、平均原子番号を仮定し、対応する２次Ｘ線として散乱線を用いている。
特開２００１−２５５２８９号公報 P. Van Espen et.al, Effective Sample Weight from Scatter Peaks in Energy-Dispersive X-Ray Fluorescence, "ANALYTICAL CHEMISTRY", (USA), 1979, VOL.51, NO.7, p.961-967 K. K. Nielson et.al, COMPARISON OF X-RAY BACKSCATTER PARAMETERS FOR COMPLETE SAMPLE MATRIX DEFINITION, "Advances in X-ray Analysis", (USA), 1984, Vol.27, p.449-457

しかし、特許文献１に記載の技術のように、酸素、炭素を測定できるのは、真空中またにおいて試料保護膜なしで分析できる試料に限られ、液体試料や試料保護膜を使用する粉体試料では、酸素も炭素も非測定元素となるため、分析することができない。また、特許文献１の技術では、非測定元素として扱う元素が既知である試料に限られ、非測定元素が特定できない試料は分析できない。非特許文献１に記載の技術では、試料全体の平均原子番号を用いるので、平均原子番号よりも原子番号の小さい元素については正確な質量吸収係数を求めることができず、したがって、正確な分析ができない。非特許文献２に記載の技術では、散乱断面積から非測定元素の平均原子番号を求めていると解されるが、コンプトン散乱線／トムソン散乱線の強度比が使用できないため、水素、炭素、酸素を主成分とするポリマーや液体などの試料には適用できず、非測定元素の濃度が低い岩石などの試料にしか適用できない。つまり、いずれの従来技術によっても、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない種々の試料について十分正確に分析できない。

本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、ＦＰ法で試料の組成や面積密度を分析する蛍光Ｘ線分析装置およびそれに用いるプログラムにおいて、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない種々の試料について十分正確に分析できるものを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１構成は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、試料から発生する２次Ｘ線の強度を測定する検出手段と、仮定した元素の濃度に基づいて、試料中の各元素から発生する２次Ｘ線の理論強度を計算し、その理論強度と前記検出手段で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、前記仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料における元素の濃度を算出する算出手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置において、前記算出手段が、蛍光Ｘ線を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算することを特徴とする。

第１構成の装置によれば、仮定した非測定元素の平均原子番号についても、仮定した元素の濃度と同様に、２次Ｘ線の理論強度と換算測定強度とが一致するように逐次近似的に修正計算し、前記散乱線の理論強度および測定強度として選択できる種類が多いので、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない種々の試料について十分正確に分析できる。

前記散乱線の理論強度および測定強度としては、１次Ｘ線の連続Ｘ線の散乱線の理論強度および測定強度、コンプトン散乱線の理論強度および測定強度、トムソン散乱線の理論強度および測定強度、ならびに、それらの散乱線のうちいずれか２つの散乱線の理論強度比および測定強度比からなる一群から選ばれた１つを用いることができる。

第１構成の装置においては、前記算出手段が、トムソン散乱線と蛍光Ｘ線との重なりおよび／またはトムソン散乱線の測定強度と測定時間から推定した相対測定精度に基づいて、前記散乱線の理論強度および測定強度として、前記一群から１つを選択することが好ましい。この好ましい構成によれば、測定すべき散乱線が適切に自動選択される。

また、第１構成の装置においては、前記算出手段が、あらかじめ試料の種類ごとにコンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比と前記散乱線の測定強度を理論強度スケールに換算するための装置感度とを記憶しており、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比に基づいて試料の種類を判定し、対応する装置感度を用いて前記換算測定強度を求めることが好ましい。この好ましい構成によれば、試料の種類に応じて装置感度が適切に自動設定される。

さらに、第１構成の装置においては、前記算出手段が、前記非測定元素のうち、水素以外の元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線を用い、水素については、その濃度を仮定して、対応する２次Ｘ線として別の散乱線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号および前記仮定した水素の濃度を逐次近似的に修正計算してもよい。この構成によれば、非測定元素を水素とそれ以外の元素に分けて扱うので、水素を多く含むポリマーや液体である試料について、より正確に分析できる。

本発明の第２構成は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、試料から発生する２次Ｘ線の強度を測定する検出手段と、仮定した元素の濃度に基づいて、試料中の各元素から発生する２次Ｘ線の理論強度を計算し、その理論強度と前記検出手段で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、前記仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料における元素の濃度を算出する算出手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置において、前記算出手段が、蛍光Ｘ線を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として試料に所定量添加した元素の蛍光Ｘ線または試料が付着している基板を構成する元素の蛍光Ｘ線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算することを特徴とする。

つまり、前記第１構成の装置においては、非測定元素に散乱線を対応させたのに対し、第２構成の装置においては、内標準元素の蛍光Ｘ線を対応させる。第２構成の装置によっても、前記第１構成の装置と同様の作用効果が得られる。

本発明の第３構成は、前記第１または第２構成の装置が備えるコンピュータを前記算出手段として機能させるためのプログラムである。本発明の第３構成のプログラムによっても、前記第１構成の装置と同様の作用効果が得られる。

以下、本発明の第１実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について、図にしたがって説明する。図１に示すように、この装置は、試料１３が載置される試料台８と、試料１３に１次Ｘ線２を照射するＸ線源１と、試料１３から発生する蛍光Ｘ線や散乱線などの２次Ｘ線４の強度を測定する検出手段９とを備えている。検出手段９は、試料１３から発生する２次Ｘ線４を分光する分光素子５と、分光された２次Ｘ線６ごとにその強度を測定する検出器７で構成される。なお、分光素子５を用いずに、エネルギー分解能の高い検出器を検出手段としてもよい。

そして、仮定した元素の濃度に基づいて、試料１３中の各元素から発生する２次Ｘ線４の理論強度を計算し、その理論強度と検出手段９で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料１３における元素の濃度を算出する算出手段１０を備え、その算出手段１０が、蛍光Ｘ線４を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線４を用い、理論強度と換算測定強度とが一致するように、仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算する。

前記散乱線の理論強度および測定強度としては、１次Ｘ線の連続Ｘ線の散乱線の理論強度および測定強度、コンプトン散乱線の理論強度および測定強度、トムソン散乱線の理論強度および測定強度、ならびに、それらの散乱線のうちいずれか２つの散乱線の理論強度比および測定強度比からなる一群から選ばれた１つを用いることができる。

この装置は、以下のように動作する。試料台８に載置された試料１３に、Ｘ線源１から１次Ｘ線２を照射して、発生した２次Ｘ線４を分光素子５に入射させ、分光された２次Ｘ線６ごとにその強度を検出器７で測定する。そして、算出手段１０が図２に示すフローチャートにしたがって演算を行う。

まず、ステップ１で、各測定元素の濃度の初期値、非測定元素の平均原子番号の初期値、必要に応じて試料の面積密度（または厚さ）の初期値をセットする。各測定元素の濃度の初期値は、試料の品種に応じてセットすることもできるが、すべて１mass％とセットしてもよい。非測定元素の平均原子番号の初期値は、例えば８とセットする。

次に、ステップ２で、次式（１）によって蛍光Ｘ線と散乱線の測定強度Ｉ_{ｍｅａｓＭ}を理論強度スケールに換算して、それぞれの換算測定強度Ｉ_{ｍｅａｓＴ}とする。

Ｉ_{ｍｅａｓＴ}＝Ａ(Ｉ_{ｍｅａｓＭ})^２＋ＢＩ_{ｍｅａｓＭ}＋Ｃ …（１）

次に、ステップ３で、セットした初期値に基づいて、各蛍光Ｘ線の理論強度Ｉ_ＦＴｉと散乱線の理論強度Ｉ_ＳＴｉを計算する。計算式は公知のものを用いる。

次に、ステップ４で、各測定元素の濃度、非測定元素の平均原子番号をそれぞれ所定値変更し、変更後の理論強度を計算する。つまり、蛍光Ｘ線については、ｊ元素の濃度をｄｗ％変化させたときの、ｉ元素の理論強度Ｉ_ＦＴｉ ^ｊと、非測定元素の平均原子番号をｄＺ変化させたときの、ｉ元素の理論強度Ｉ_ＦＴｉ ^Ｚ、散乱線については、ｊ元素の濃度をｄｗ％変化させたときの、ｉ散乱線の理論強度Ｉ_ＳＴｉ ^ｊと、非測定元素の平均原子番号をｄＺ変化させたときの、ｉ散乱線の理論強度Ｉ_ＳＴｉ ^Ｚを計算する。ｄＺは、例えば、０．０５とする。

次に、ステップ５で、差分方程式に基づいて、各測定元素の濃度、非測定元素の平均原子番号を更新する。具体的には、まず、蛍光Ｘ線ごと、散乱線ごとに、次式（２）、（３）の差分連立方程式を作成し、解くことにより、各測定元素の濃度、非測定元素の平均原子番号を更新するための修正値Δｗｊ、ΔＺを求める。

Ｉ_{ｆｍｅａｓＴｉ}−Ｉ_ＦＴｉ＝(ｄＩ_ＦＴｉ／ｄＺ)ΔＺ＋Σ(ｄＩ_ＦＴｉ／ｄｗｊ)Δｗｊ …（２）

Ｉ_{ｓｍｅａｓＴｉ}−Ｉ_ＳＴｉ＝(ｄＩ_ＳＴｉ／ｄＺ)ΔＺ＋Σ(ｄＩ_ＳＴｉ／ｄｗｊ)Δｗｊ …（３）

ここで、蛍光Ｘ線については、各微分項は、次式（４）で求める。

(ｄＩ_ＦＴｉ／ｄｗｊ)＝((Ｉ_ＦＴｉ−Ｉ_ＦＴｉ ^ｊ)／ｄｗｊ) …（４）

散乱線については、散乱線の強度としてコンプトン散乱線やトムソン散乱線などの強度を単独で用いる場合には、蛍光Ｘ線と同様に、各微分項は、次式（５）で求める。

(ｄＩ_ＳＴｉ／ｄｗｊ)＝((Ｉ_ＳＴｉ−Ｉ_ＳＴｉ ^ｊ)／ｄｗｊ) …（５）

散乱線の強度として、例えばコンプトン散乱線とトムソン散乱線の強度比を用いる場合には、単独の散乱線の強度を用いるところに両散乱線の強度比を適用する。例えば、前式（３）、（５）の散乱線の理論強度Ｉ_ＳＴｉのところに、次式（６）のように、散乱線の理論強度比Ｉ_ＳＴｉＲとして、トムソン散乱線の理論強度Ｉ_{ＳＴｉＴｈｏｍ}に対するコンプトン散乱線の理論強度Ｉ_{ＳＴｉＣｏｍｐ}の比を適用する。

Ｉ_ＳＴｉＲ＝(Ｉ_{ＳＴｉＣｏｍｐ}／Ｉ_{ＳＴｉＴｈｏｍ}) …（６）

同様に、前式（３）の散乱線の換算測定強度Ｉ_{ｓｍｅａｓＭｉ}や前式（１）の散乱線の測定強度Ｉ_{ｍｅａｓＭ}にも、また後述するステップ６においても、散乱線の強度比を適用する。

このように作成した式（２）、（３）の差分連立方程式を解き、各測定元素の濃度ｗｉ、非測定元素の平均原子番号Ｚについて、修正値Δｗｊ、ΔＺを求め、次式（７）、（８）のように、もとの値ｗ_ｉｏｌｄ，Ｚ_ｏｌｄに加えることにより、更新した値ｗ_ｉｎｅｗ，Ｚ_ｎｅｗを求める。非測定元素の濃度は、１００％から測定元素の濃度ｗｉの合計を差し引いて求める。

ｗｉ_ｎｅｗ＝ｗｉ_ｏｌｄ＋Δｗｊ …（７）

Ｚ_ｎｅｗ＝Ｚ_ｏｌｄ＋ΔＺ …（８）

次に、ステップ６で、更新した各測定元素の濃度ｗｉ_ｎｅｗおよび非測定元素の平均原子番号Ｚ_ｎｅｗに基づいて、各蛍光Ｘ線の理論強度Ｉ_ＦＴｉと散乱線の理論強度Ｉ_ＳＴｉを計算し、前式（１）で求めた各換算測定強度Ｉ_{ｍｅａｓＴ}との差が所定値以下か否かによって、収束判定を行う。収束判定は、理論強度と換算測定強度との差が換算測定強度の所定比率（例えば０．１％）以下か否かによって行ってもよい。収束していないと判定した場合には、ステップ４に戻り、ステップ６までのステップを収束するまで繰り返す。つまり、試料から発生する２次Ｘ線（測定元素の蛍光Ｘ線と非測定元素に対応する散乱線）について、理論強度と換算測定強度とが一致するように、仮定した測定元素の濃度と仮定した非測定元素の平均原子番号を逐次近似的に修正計算する。

そして、収束したと判定した場合には、ステップ７へ進み、最新の各測定元素の濃度、非測定元素の平均原子番号、および、必要に応じて試料の面積密度（または厚さ）を結果として出力する。

なお、前記ステップ５を、次のステップ５Ａとステップ５Ｂに分けて実行することもできる。まず、ステップ５Ａで、非測定元素の平均原子番号を固定しておき、各測定元素の濃度のみを更新する。次に、ステップ５Ｂで、各測定元素の濃度を最新の値に固定しておき、次式（９）からΔＺを求めて、非測定元素の平均原子番号のみを更新する。

Ｉ_{ｓｍｅａｓＴｉ}−Ｉ_ＳＴｉ＝(ｄＩ_ＳＴｉ／ｄＺ)ΔＺ …（９）

また、面積密度を同時に分析するときには、測定する散乱線を１つ追加して、その散乱線について前式（３）を追加するとともに、差分連立方程式の各式（２）、（３）の右辺に面積密度の微分項を追加すればよい。例えば、前式（３）が、コンプトン散乱線についての式と、トムソン散乱線についての式の２つになる。

次に、利用する散乱線の強度についてより詳細に説明する。まず、原子番号が１から９までの元素（水素から弗素）を試料とし、その面積密度を１００〜９９９９９mg／cm^２の範囲で４種類想定し、Ｒh 管球をＸ線源に用いた場合に試料から発生する、Ｒh −Ｋαのコンプトン散乱線の強度、Ｒh −Ｋαのトムソン散乱線の強度、Ｒh −Ｋαのトムソン散乱線の強度に対するＲh −Ｋαのコンプトン散乱線の強度の比を、理論計算した結果を図３〜５に示す。これによると、コンプトン散乱線の強度は原子番号の小さい側で、トムソン散乱線は原子番号の大きい側で、面積密度の影響を強く受けるのに対し、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の強度比は、面積密度の影響をほとんと受けずに、原子番号に対して単調減少することが分かる。

したがって、面積密度を正確に測定できない試料などについては、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の強度比を用いるのが適切である。また、水素、炭素、酸素などを主成分とするポリマーや液体の試料などで、コンプトン散乱線またはトムソン散乱線を非測定元素全体に対応させると、蛍光Ｘ線と散乱線の双方について理論強度と換算測定強度とが合致するような平均原子番号が求められず、正確な分析結果が得られない。このような試料についても、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の強度比を用いるのが適切である。一方、トムソン散乱線が、蛍光Ｘ線に重なったり、強度が小さかったりして、測定が困難な場合には、コンプトン散乱線の強度のみを用いる。

なお、非測定元素を水素と水素以外に分けて、水素以外の非測定元素について平均原子番号を仮定し、コンプトン散乱線の強度とトムソン散乱線の強度を両方利用することもできる。つまり、前式（３）が、コンプトン散乱線についての式と、トムソン散乱線についての式の２つになり、差分連立方程式の各式（２）、（３）の右辺に水素の濃度の微分項を追加する。

この場合、算出手段は、非測定元素のうち、水素以外の元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として第１の散乱線（例えばコンプトン散乱線）を用い、水素については、その濃度を仮定して、対応する２次Ｘ線として第２の散乱線（例えばトムソン散乱線）を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、仮定した平均原子番号および仮定した水素の濃度を逐次近似的に修正計算する。この構成によれば、非測定元素を水素とそれ以外の元素に分けて扱うので、水素を多く含むポリマーや液体である試料について、より正確に分析できる。

以上において、コンプトン散乱線に代えて、１次Ｘ線の連続Ｘ線の散乱線（バックグラウンド）を用いることもできる。

このように、散乱線の理論強度および測定強度としては、１次Ｘ線の連続Ｘ線の散乱線の理論強度および測定強度、コンプトン散乱線の理論強度および測定強度、トムソン散乱線の理論強度および測定強度、ならびに、それらの散乱線のうちいずれか２つの散乱線の理論強度比および測定強度比からなる一群から選択することができるが、その選択を、算出手段が、以下のように、トムソン散乱線と蛍光Ｘ線との重なりおよび／またはトムソン散乱線の測定強度と測定時間から推定した相対測定精度に基づいて、自動的に行うようにすることもできる。

トムソン散乱線と蛍光Ｘ線の重なりについては、例えば、Ｘ線源にＲh 管球を使用するときにはＲh −Ｋα線のトムソン散乱線を利用するが、近接線としてＭo −Ｋβ_２線やＵ−Ｌｒ_２線などの蛍光Ｘ線があるので、Ｍo またはＵが検出されて、前記近接線がＲh −Ｋα線に重なる強度が、Ｒh −Ｋα線の強度に対し所定割合（例えば、２％）以上のときに、重なりがあると判定して、散乱線の理論強度および測定強度としてＲh −Ｋα線のコンプトン散乱線の理論強度および測定強度を選択する。また、管球ターゲット元素のＲh が試料に含まれている場合にも、上述のＭo またはＵが試料に含まれている場合と同様に判定する。管球ターゲット元素Ｒh の検出には、１次フィルターを使用し、１次Ｘ線の管球ターゲット元素の特性Ｘ線（この例では、Ｒh −Ｋα線）をカットして測定する。また、トムソン散乱線のネット強度計算には、Ｒh −Ｋα線のピークだけでなくバックグラウンド位置も測定するが、バックグラウンド位置についても、同様に蛍光Ｘ線の重なりの判定を行う。

トムソン散乱線の相対測定精度については、例えば、相対測定精度が所定値以下のときには、散乱線の理論強度および測定強度として、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の理論強度比および測定強度比を選択し、所定値よりも大きいときには、コンプトン散乱線の理論強度および測定強度を選択する。特に小さい試料や重元素を主成分とする試料では、トムソン散乱線の強度が小さくなり、相対測定精度が低下する。また、測定時間を短くしたときにも、相対測定精度が低下する。判定基準とする前記所定値は、トムソン散乱線の測定強度誤差が分析値に与える影響度によって決定し、例えば、２％とする。

また、利用する散乱線が同じでも、散乱線の測定強度を理論強度スケールに換算するための装置感度は、ポリマーであるか、酸化物の粉末であるかなど、試料の種類によって幾分異なる。そこで、算出手段に、あらかじめ試料の種類ごとにコンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比と装置感度とを記憶させておき、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比に基づいて試料の種類を自動的に判定させ、対応する装置感度を用いて適切に換算測定強度を求めさせることもできる。つまり、試料の種類に応じて装置感度を適切に自動設定させることもできる。

焼却灰である試料について、以上に説明した第１実施形態の装置で分析した結果を、従来のＦＰ法を利用した装置で残分を酸素として分析した結果および標準値と対比して、表１に示す。

これによると、１１ある測定元素のうち、Ｎi においてのみ、第１実施形態の装置による分析値が従来装置による分析値よりも標準値からわずかに遠いものの、Ｓb においては同等で、残る９つにおいては、第１実施形態の装置による分析値が従来装置による分析値よりも標準値に近く、分析全体については第１実施形態の装置の方がより正確である。つまり、第１実施形態の装置によれば、非測定元素を多く含み、その原子番号を特定できない試料を十分正確に分析できる。

次に、本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について説明する。非測定元素に対応する２次Ｘ線として、前記第１実施形態の装置では、散乱線を用いたところ、第２実施形態の装置では、内標準元素の蛍光Ｘ線、具体的には試料に所定量添加した元素の蛍光Ｘ線または試料が付着している基板を構成する元素の蛍光Ｘ線を用いる点のみが異なる。つまり、前式（２）が１つ増える代わりに、前式（３）、（５）、（６）は不要となる。また、前式（９）に代えて、次式（１０）を用いる。

Ｉ_{ｆｍｅａｓＴｉ}−Ｉ_ＦＴｉ＝(ｄＩ_ＦＴｉ／ｄＺ)ΔＺ …（１０）

第２実施形態の装置によれば、Ｃr ターゲットのＸ線管などをＸ線源として用いてコンプトン散乱線が測定できないような場合でも、前記第１実施形態の装置と同様の作用効果が得られる。

以上の第１、第２実施形態の装置は、通常、コンピュータを備えるが、そのコンピュータを前記算出手段として機能させるためのプログラムも、本発明の実施形態である。

本発明の第１、第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。 同装置が備える算出手段の動作を示すフローチャートである。 単一の軽元素からなる試料の原子番号と試料から発生するＲh −Ｋαのコンプトン散乱線の強度との関係を、４種類の面積密度について理論計算した結果を示す図である。 同様に、試料の原子番号と試料から発生するＲh −Ｋαのトムソン散乱線の強度との関係を示す図である。 同様に、試料の原子番号と試料から発生するＲh −Ｋαのトムソン散乱線の強度に対するＲh −Ｋαのコンプトン散乱線の強度の比との関係を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線源
２ １次Ｘ線
４ ２次Ｘ線（蛍光Ｘ線、散乱線）
９ 検出手段
１０ 算出手段
１３ 試料

Claims (7)

1. 試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
   試料から発生する２次Ｘ線の強度を測定する検出手段と、
   仮定した元素の濃度に基づいて、試料中の各元素から発生する２次Ｘ線の理論強度を計算し、その理論強度と前記検出手段で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、前記仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料における元素の濃度を算出する算出手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置において、
   前記算出手段が、蛍光Ｘ線を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算することを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
2. 請求項１において、
   前記散乱線の理論強度および測定強度として、１次Ｘ線の連続Ｘ線の散乱線の理論強度および測定強度、コンプトン散乱線の理論強度および測定強度、トムソン散乱線の理論強度および測定強度、ならびに、それらの散乱線のうちいずれか２つの散乱線の理論強度比および測定強度比からなる一群から選ばれた１つを用いる蛍光Ｘ線分析装置。
3. 請求項２において、
   前記算出手段が、トムソン散乱線と蛍光Ｘ線との重なりおよび／またはトムソン散乱線の測定強度と測定時間から推定した相対測定精度に基づいて、前記散乱線の理論強度および測定強度として、前記一群から１つを選択する蛍光Ｘ線分析装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項において、
   前記算出手段が、あらかじめ試料の種類ごとにコンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比と前記散乱線の測定強度を理論強度スケールに換算するための装置感度とを記憶しており、コンプトン散乱線とトムソン散乱線の測定強度比に基づいて試料の種類を判定し、対応する装置感度を用いて前記換算測定強度を求める蛍光Ｘ線分析装置。
5. 請求項１において、
   前記算出手段が、前記非測定元素のうち、水素以外の元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として散乱線を用い、水素については、その濃度を仮定して、対応する２次Ｘ線として別の散乱線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号および前記仮定した水素の濃度を逐次近似的に修正計算する蛍光Ｘ線分析装置。
6. 試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
   試料から発生する２次Ｘ線の強度を測定する検出手段と、
   仮定した元素の濃度に基づいて、試料中の各元素から発生する２次Ｘ線の理論強度を計算し、その理論強度と前記検出手段で測定した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが一致するように、前記仮定した元素の濃度を逐次近似的に修正計算して、試料における元素の濃度を算出する算出手段とを備えた蛍光Ｘ線分析装置において、
   前記算出手段が、蛍光Ｘ線を測定しない非測定元素については、平均原子番号を仮定して、対応する２次Ｘ線として試料に所定量添加した元素の蛍光Ｘ線または試料が付着している基板を構成する元素の蛍光Ｘ線を用い、前記理論強度と前記換算測定強度とが一致するように、前記仮定した平均原子番号を逐次近似的に修正計算することを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の蛍光Ｘ線分析装置が備えるコンピュータを前記算出手段として機能させるためのプログラム。

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