JP2007292542A - 粒子線励起ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物表面に放射線を照射する放射線源が，単純な平面的なものであったので，微小な測定対象や，局所的な元素分析が必要なときにも，広い範囲に放射線を照射してしまうという欠点を解消すること。
【解決手段】上記放射線源が，上記測定対象物表面の放射線照射点に対向する円錐面状に形成されてなり，且つ上記放射線源を保持する放射線源ホルダに，上記放射線源から上記測定対象物表面の放射線照射点に向けて先細りする放射線通路が形成されてなることを特徴とする粒子線励起Ｘ線分析装置。
【選択図】図２

Description

本発明は，Ｘ線などの放射線源を用いることで加速器不要となし，安価でどこでも容易に携帯して使用可能なポータブル型粒子線励起Ｘ線分析装置の改良に係り，特に放射線の局所的な照射を可能とし，点的測定対象の測定精度の向上を図った粒子線励起Ｘ線分析装置に関するものである。

測定対象物に放射線源からの放射線を照射し，測定対象物から放射される特性Ｘ線のエネルギーを測定して，測定対象物に含まれる元素組成を分析する粒子線励起Ｘ線分析装置が知られている。またこのような粒子線励起Ｘ線分析装置において，上記放射線源が円環状に形成されてなり，上記特性Ｘ線エネルギーを測定するＸ線検出器が上記円環状の放射線源の中心軸上に設けられてなる粒子線励起Ｘ線分析装置において，上記放射線源が，円環状に形成されてなり，上記特性Ｘ線エネルギーを測定するＸ線検出器が上記円環状の放射線源の中心軸上に設けられてなる粒子線励起Ｘ線分析装置は，加速器不要で安価でどこでも容易に携帯して使用可能なポータブル型粒子線励起Ｘ線分析装置として便利である。

このようなポータブル型の粒子線励起Ｘ線分析装置の一例が，特許文献１に開示されている。図１は，非特許文献１に記載された粒子線励起Ｘ線分析装置の放射線源ホルダであり，放射線源ホルダ１に保持された平面円環板状の放射線源２から出たα線，Ｘ線などの放射線３によって測定対象物４が励起されると，測定対象物４の励起された部分からＸ線が放出され，この放出されたＸ線のエネルギーをＸ線検出器５で検出することで，測定対象物４に含まれる元素組成を分析することが出来る。
松山成男，石井慶造，伊豆川大士，山崎道，Ts. Tmartaivan，堀田和茂「大気汚染監視のためのポータブルＰＩＸＥ分析装置の基礎開発」，日本アイソトープ協会ホームページより

上記特許文献１に示された放射線源ホルダ１では，放射線源２が単純な平板状に形成されているので，放射線照射点に対して焦点が定まらない構造となっており，広い範囲に放射線を照射してしまうものであった。しかしながら，電子機器や，土壌などの環境有害物質，或いは考古学資料などの微小物を測定対象とする場合においては，上記のような放射線照射の焦点が定まらないと，分析精度を向上させることが出来ないという問題があった。

本発明にかかる粒子線励起Ｘ線分析装置は，上記したようなポータブル型粒子線励起Ｘ線分析装置における放射線の焦点が定まらないという欠点を克服するためのものである。

すなわち，上記のように測定対象物に放射線源からの放射線を照射し，測定対象物から放射される特性Ｘ線のエネルギーを測定して，測定対象物に含まれる元素組成を分析する粒子線励起Ｘ線分析装置であって，上記放射線源が，円環状に形成されてなり，上記特性Ｘ線エネルギーを測定するＸ線検出器が上記円環状の放射線源の中心軸上に設けられてなる粒子線励起Ｘ線分析装置おいては，従来上記したように，測定対象物表面に放射線を照射する放射線源が，単純な平面的なものであったので，微小な測定対象や，局所的な元素分析が必要なときにも，広い範囲に放射線を照射してしまうという欠点があり，測定の精度に問題があった。

そこで本発明では，放射線源の形状を上記測定対象物表面の放射線照射点に対向する円錐面状に形成すると共に，上記放射線源を保持する放射線源ホルダに，上記放射線源から上記測定対象物表面の放射線照射点に向けて先細りする放射線通路を形成した点を特徴とするものである。

上記のように放射線源が上記測定対象物表面の放射線照射点に対向する円錐面状に形成されることにより，放射線源が正確に測定対象に対向するので，測定対象点に最も多くの放射線が照射される。また，放射線が上記測定対象物表面の放射線照射点に向けて先細りする放射線通路によって絞られるので，放射線が上記測定点に向けてピンポイントで集光される。これによって，測定点以外の部分に放射線が照射されないので，点的な測定部についての元素分析の精度が極大となる。

この場合，上記放射線通路の放射線出口部に，放射線を遮蔽するシャッターを設けることで，機器を使用しないときの検出器の保護が行われる。
上記放射線源ホルダが，ベリリウム，カーボンなどの軽元素により構成された場合には，放射線が上記Ｘ線通路に衝突したときに発生するＸ線エネルギーが低くなり，検出器に対するノイズの発生を低減することが出来る。
更に，上記Ｘ線検出器のＸ線進行方向上流側にキャピラリ型Ｘ線集光器を設けることで効率よくＸ線を集光することが出来る。

本発明は，上記のように構成されているので，放射線をピンポイントで測定点に照射することができ，点的な測定箇所についての測定精度を著しく向上させることが出来る。

続いて添付した図面を参照して本発明を具体化した実施形態について説明し，本発明の理解に供する。
ここに図２は，本発明の一実施形態にかかるポータブル型粒子線励起Ｘ線分析装置の概念を示す断面図である。

図２に示す粒子線励起Ｘ線分析分析装置１０は，測定対象物４に放射線源１２からの放射線を照射し，測定対象物４から放射される特性Ｘ線のエネルギーを測定して，測定対象物に含まれる元素組成を分析する粒子線励起Ｘ線分析装置である。ここにおいて，上記放射線源１２が，円環状に形成されてなり，上記特性Ｘ線エネルギーを測定するＸ線検出器５が，上記円環状の放射線源１２の中心軸Ｙ上に設けられている点については，図１に示した従来の粒子線励起Ｘ線分析装置と同様である。

しかし，この粒子線励起Ｘ線分析装置１０では，次の点において，従来の分析装置とはまったく異なっている。すなわち，上記放射線源１２は，上記測定対象物４表面の放射線照射点４ａに対向する円錐面状に形成されている。しかも，上記放射線源１２を保持する放射線源ホルダ１１には，上記放射線源１２から上記測定対象物４表面の放射線照射点４ａに向けて放射線を案内するべく先細りする放射線通路２０が形成されている。別言すると，上記のように，放射線源１２からα線が外部に放出される放射線窓１６までの間は，先端ほどゆるやかに細くなる略テーパ状の開孔形状をした放射線通路２０となっている。

上記放射線源１２は，例えば２４１Ａｍを用いた場合約５．５ＭｅＶのα線を放出するものである。上記放射線通路２０の軸方向に放出されたα線と，放射線通路２０の内壁面に反射された一部のα線は，α線窓１６から測定対象物４に向けて，ピンポイントに絞られて照射される。これによって，α線が測定対象点４ａ以外の部分に照射されることが無くなるので，点的な測定対象に対する測定精度が極限まで高められる。
上記α線窓１６にはカプトン，マイラなどの軽元素膜を用いることが望ましい。これにより上記放射線通路２０内の空間をあらかじめ真空に排気しておくことができ，上記α線窓１６に至るまでのα線のエネルギー減衰が防止される。

上記放射線通路２０が形成された放射線源ホルダ１１の，特に放射線通路２０内面の材質としては，例えばカーボンやベリリウムなどの軽元素で作成されることが望ましい。これによって，上記放射線通路２０の内壁にα線が衝突したときに発生するＸ線エネルギーが低くなり，検出器５に対する影響が軽減される。
前記α線窓１６の前面にはＳＵＳなどのスライド自在にα線窓１６を開閉するシャッター２１を設けることで，機器を使用しない場合のα線窓の保護を行うことが望ましい。
さらに図2に示すように，検出器５に至るＸ線通路２２にはガラスキヤビラリによるＸ線集光機構２３を備えることで効率よくＸ線を集めることが可能となる。
上記Ｘ線検出器５の出力は，信号処理回路２４に入力され，ここで分析されて，その結果が表示デバイス２５に表示される。

本発明の従来例にかかる粒子線励起Ｘ線分析分析装置を示す断面図。 本発明の一実施形態にかかる粒子線励起Ｘ線分析分析装置の概念を示す断面図。

符号の説明

４…測定対象物
５…Ｘ線検出器
１０…粒子線励起Ｘ線分析装置
１１…放射線源ホルダ
１２…放射線源
１６…α線窓
２０…放射線通路
２１…シャッター
２２…Ｘ線通路
２３…Ｘ線集光機構

Claims (4)

1. 測定対象物に放射線源からの放射線を照射し，測定対象物から放射される特性Ｘ線のエネルギーを測定して，測定対象物に含まれる元素組成を分析する粒子線励起Ｘ線分析装置であって，上記放射線源が，円環状に形成されてなり，上記特性Ｘ線エネルギーを測定するＸ線検出器が上記円環状の放射線源の中心軸上に設けられてなる粒子線励起Ｘ線分析装置おいて，
   上記放射線源が，上記測定対象物表面の放射線照射点に対向する円錐面状に形成されてなり，且つ上記放射線源を保持する放射線源ホルダに，上記放射線源から上記測定対象物表面の放射線照射点に向けて先細りする放射線通路が形成されてなることを特徴とする粒子線励起Ｘ線分析装置。
2. 上記放射線通路の放射線出口部に，放射線を遮蔽するシャッターが設けられてなる請求項１記載の粒子線励起Ｘ線分析装置。
3. 上記放射線源ホルダが軽元素により構成されてなる請求項１又は２のいずれかに記載の粒子線励起Ｘ線分析装置。
4. 上記Ｘ線検出器のＸ線進行方向上流側にキャピラリ型Ｘ線集光器が設けられてなる請求項１〜３のいずれかに記載の粒子線励起Ｘ線分析装置。

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