JP2008157702A

JP2008157702A - 電子線・ｘ線源装置およびエアロゾル分析装置

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Publication number: JP2008157702A
Application number: JP2006345430A
Authority: JP
Inventors: Norikatsu Myojin; 紀勝明神; Takahiro Matsumoto; 貴裕松本; Hiroshi Kume; 久米　　博
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP4937729B2

Abstract

【課題】小型且つ簡易な構造で電子線とＸ線との両者を放出することができる電子線・Ｘ線源装置を提供する。
【解決手段】電子線・Ｘ線源装置３は、管体６内に電子線を放出する電子線放出部９を備える。管体６の一端部（下端部）には、電子線放出部９から照射された電子線を管体６の外部に透過させる電子線透過窓部１０ａと、照射された電子線によって励起されるＸ線を発生するターゲット１１とを備える。ターゲット１１は、管体６の一端部を閉蓋する膜状蓋部材１０の上面に固着され、その厚さ方向に貫通する孔１２を備える。膜状蓋部材１０は電子線およびＸ線を透過可能である。この膜状蓋部材１０のうちの、孔１２に対向する部分が電子線透過窓部１０ａである。電子線・Ｘ線源装置３は、例えばエアロゾル試料Ａを分析するエアロゾル分析装置で使用される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子線とＸ線とを放出可能な電子線・Ｘ線源装置と、これを利用したエアロゾル分析装置とに関する。

従来、大気中から捕集したエアロゾル（大気中に浮遊する微粒子）の濃度と成分とを分析するエアロゾル分析装置として、例えば特許文献１に見られるものが知られている。

このエアロゾル分析装置は、電子線を放出する電子線源と、Ｘ線を放出するＸ線源と、電子線を検出する電子線検出器と、Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備え、大気中から捕集したエアロゾルの試料の濃度や成分の分析が次のように行なわれる。

すなわち、大気中から捕集したエアロゾルの試料を巻取り式のエアロゾル捕集フィルタに付着させ、この捕集フィルタの移送によって、エアロゾル試料を前記電子線源の配置箇所とＸ線源の配置箇所とに順次供給する。そして、エアロゾル試料を電子線源の配置箇所に供給した状態で、該電子線源からエアロゾル試料に電子線を照射し、該エアロゾル試料を透過した電子線の強度を電子線検出器により検出する。このとき、その検出した電子線の強度と、エアロゾル試料への電子線の入射強度とからβ線吸収方式によって、エアロゾル試料の重量（単位面積当たりの重量）を計測する。また、エアロゾル試料をＸ線源の配置箇所に供給した状態で、該Ｘ線源からエアロゾル試料にＸ線を照射する。そして、このときに該エアロゾル試料から発生する特性Ｘ線をＸ線検出器により検出し、蛍光Ｘ線元素分析法により、エアロゾル試料の成分分析を行なう。
特開２００４−１４４６４７号公報

前記特許文献１に見られるエアロゾル分析装置では、エアロゾル試料の重量分析と、成分分析とを行なうことが可能であるものの、電子線源とＸ線源とをそれぞれ構成する管体やエミッタ（電子線放出部）、電源が各別に必要となる。このため、エアロゾル分析装置が大型化し、また、高価なものとなりやすいという不都合があった。

そして、このような不都合を解消するために、単一の管体やエミッタ、電源を使用しつつ、小型且つ簡易な構造で電子線とＸ線との両者を放出することができる電子線・Ｘ線源装置の開発が望まれていた。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、小型且つ簡易な構造で電子線とＸ線との両者を放出することができる電子線・Ｘ線源装置を提供することを目的とする。そして、この電子線・Ｘ線源装置を使用して、小型で安価なエアロゾル分析装置を提供することを目的とする。

本発明の電子線・Ｘ線源装置は、かかる目的を達成するために、真空引きされた管体内に該管体の一端部に向かって電子線を放出する電子線放出部を備えると共に、前記電子線放出部から放出される電子線を照射可能な位置で前記管体の一端部にそれぞれ設けられ、該電子線放出部から照射された電子線を該管体の外部に透過させる電子線透過窓部と、照射された電子線によって励起されるＸ線を発生するＸ線発生用ターゲットとを備えたことを特徴とする（第１発明）。

この第１発明によれば、前記電子線放出部から放出される電子線を照射可能な位置で前記管体の一端部に、前記電子線透過窓部と、Ｘ線発生用ターゲットとを設けたので、該電子線を電子線透過窓部を介して管体の外部に放出することができると共に、前記Ｘ線発生用ターゲットに電子線放出部から照射される電子線によって、Ｘ線を励起し、そのＸ線を該Ｘ線発生用ターゲットから、管体の外部に放出することができる。従って、第１発明の電子線・Ｘ線源装置は、電子線源としての機能とＸ線源としての機能を併せもつ。このため、管体や、電子線放出部、並びに、該電子線放出部から電子線を放出させるための電源を、電子線発生用とＸ線発生用とで各別に備える必要がなく、それらは単一のものでよい。よって、第１発明によれば、小型且つ簡易な構造で電子線とＸ線との両者を放出することができる電子線・Ｘ線源装置を提供できる。

かかる第１発明においては、例えば、前記管体の一端部は、前記電子線およびＸ線を透過可能な膜状蓋部材により閉蓋されており、前記Ｘ線発生用ターゲットは、該膜状蓋部材の表裏面のうちの前記管体の内部側の面に固着された膜状のターゲットであると共に、その厚み方向に貫通する少なくとも１つの孔が形成されており、前記膜状蓋部材のうちの前記各孔に対向する部分が前記電子線透過窓部として構成されている（第２発明）。

この第２発明によれば、前記電子線放出部から前記各孔に向かって照射される電子線は、その孔を通過した後、前記膜状蓋部材のうちの、該孔に対向する部分である前記電子線透過窓部を透過して管体の外部に放出される。また、電子線放出部から前記Ｘ線発生用ターゲットの前記孔を除く箇所に照射させる電子線は、該Ｘ線発生用ターゲットの内部に進入して、Ｘ線を励起する。そして、この励起されたＸ線が、Ｘ線発生用ターゲットから前記膜状蓋部材を透過して、管体の外部に放出される。従って、膜状蓋部材とＸ線発生用ターゲットとを重ね合わせた簡単な構造で、電子線とＸ線とを管体の外部に放出することができる。

この第２発明では、前記孔は、１つでもよいが、複数であってもよい。前記孔を複数備える場合には、例えば、前記Ｘ線発生用ターゲットは、メッシュ状に形成されたターゲットであり、その目開き部分を前記孔として有するようにしてもよい（第３発明）。

また、前記第１〜第３発明において、前記電子線放出部から放出される電子線のビームが、そのビームの照射範囲に前記電子線透過窓部およびＸ線発生用ターゲットの両者を含むビームである場合には、前記管体をその軸心方向で移動させる管体移動手段を備えることが好ましい（第４発明）。

すなわち、前記電子線放出部から放出される電子線のビームが、そのビームの照射範囲に前記電子線透過窓部およびＸ線発生用ターゲットの両者を含むビームである場合には、電子線透過窓部とＸ線発生用ターゲットとの両者に同時に電子線が照射される。このため、電子線透過窓部を透過した電子線と、Ｘ線発生用ターゲットで発生したＸ線とが、同時に管体の外部に放出される。この場合、管体の外部の大気中では、一般に、電子線はＸ線に比べて急速に減衰し、管体からの到達可能距離が、Ｘ線よりも短い。そして、第４発明では、管体をその軸心方向で移動させることができるので、例えば、ある対象物を管体の一端部に対向させて、該対象物に電子線やＸ線を照射する場合に、前記管体移動手段によって、該管体と対象物との距離を適宜変更することができる。これにより、該対象物に電子線と、Ｘ線との両者が照射される状態と、Ｘ線のみが照射される状態とを選択的に実現することが可能となる。ひいては、本発明の電子線・Ｘ線源装置の利用形態の自由度を高めることができる。

また、前記第１発明において、前記電子線透過窓と、Ｘ線発生用ターゲットとが、前記管体の軸心方向で見たとき、該管体の一端部に互いに区画されて所定の位置に配置されるように設けられている場合には、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子線透過窓部と、Ｘ線発生用ターゲットとに選択的に照射させる電子レンズを備えるようにしてもよい（第５発明）。

この第５発明によれば、前記電子線放出部から放出される電子線を、前記電子レンズによって、前記電子線透過窓部に照射させるようにした場合には、該電子線透過窓部を介して電子線が管体の外部に放出される。そして、このとき、Ｘ線発生用ターゲットには電子線が照射されないので、該Ｘ線発生用ターゲットはＸ線を発生しない。従って、本発明の電子線・Ｘ線源装置を実質的に電子線源として機能させることができる。また、前記電子線放出部から放出される電子線を、前記電子レンズによって、前記Ｘ線発生用ターゲットに照射させるようにした場合には、その照射によってＸ線発生用ターゲットで発生するＸ線が、管体の外部に放出される。そして、このとき、電子線透過窓部には電子線が照射されないので、管体から外部に放出される電子線が無くなるか、もしくは微量なものとなる。従って、本発明の電子線・Ｘ線源装置を実質的にＸ線源として機能させることができる。このように、第５発明によれば、電子線・Ｘ線源装置を、選択的に電子線源、Ｘ線源として機能させることができ、該電子線・Ｘ線源装置の利用形態の自由度を高めることができる。

次に本発明のエアロゾル分析装置は、前記第４発明あるいは第５発明の電子線・Ｘ線源装置を用いて構成される。

その一方のエアロゾル分析装置は、前記第４発明の電子線・Ｘ線源装置を備えたエアロゾル分析装置であって、エアロゾルの試料を前記電子線・Ｘ線源装置の管体の一端部に対向する位置に供給するエアロゾル試料供給手段と、前記管体の軸心方向における該管体と前記エアロゾルの試料との距離を、該管体の一端部から放出される電子線が該エアロゾルの試料に到達可能な距離に前記管体移動手段により調整した状態で、該管体の一端部から放出されて該エアロゾルの試料を透過した電子線の強度を検出する電子線検出手段と、前記管体の軸心方向における該管体と前記エアロゾルの試料との距離を、該管体の一端部から放出される電子線が該エアロゾルの試料に到達不能となる距離に前記管体移動手段により調整した状態で、該管体の一端部のＸ線発生用ターゲットから放出されて該エアロゾルの試料に照射されるＸ線によって該エアロゾルの試料から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とする（第６発明）。

この第６発明のエアロゾル分析装置によれば、前記電子線検出手段により検出される電子線の強度によって、前記管体の一端部に対向する位置に供給されたエアロゾルの試料の重量を分析することが可能となる。この場合、前記管体移動手段により管体とエアロゾルの試料との距離を上記の如く調整しておくことによって、管体から放出される電子線を確実にエアロゾルの試料に到達させ、該エアロゾルの試料を透過した電子線の強度を適切な感度に検出することが可能となる。また、前記Ｘ線検出手段により検出される特性Ｘ線に基づいて前記エアロゾルの試料の成分を分析することが可能となる。この場合、前記管体移動手段により管体とエアロゾルの試料との距離を上記の如く調整しておくことによって、管体から放出される電子線がエアロゾルの試料に実質的に照射されないようにすることができる。このため、エアロゾルの試料で該電子線に起因するＸ線（該試料の成分分析上ではノイズとなる制動Ｘ線）が発生するのを防止して、そのようなＸ線がＸ線検出手段によって前記特性Ｘ線と共に検出されるのを防止することができる。ひいては、前記特性Ｘ線の検出に基づくエアロゾルの試料の成分分析を適切に行なうことができる。そして、第６発明のエアロゾル分析装置は、前記第４発明の電子線・Ｘ線源装置を使用するので、小型で安価なものとすることができる。

また、他方のエアロゾル分析装置は、前記第５発明の電子線・Ｘ線源装置を備えたエアロゾル分析装置であって、エアロゾルの試料を前記電子線・Ｘ線源装置の管体の一端部に対向する位置に供給するエアロゾル試料供給手段と、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記電子線透過窓部に照射させた状態で、該管体の一端部から放出されて前記エアロゾルの試料を透過した電子線の強度を検出する電子線検出手段と、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記Ｘ線発生用ターゲットに照射させた状態で、該管体の一端部のＸ線発生用ターゲットから放出されて前記エアロゾルの試料に照射されるＸ線によって該エアロゾルの試料から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とする（第７発明）。

この第７発明のエアロゾル分析装置によれば、前記電子線検出手段により検出される電子線の強度によって、前記管体の一端部に対向する位置に供給されたエアロゾルの試料の重量を分析することが可能となる。この場合、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記電子線透過窓部に照射させた状態、すなわち、管体から電子線を放出させた状態で、電子線の検出を行なうので、管体とエアロゾルの試料とを適切な距離（管体から放出される電子線がエアロゾルの試料に到達し得る距離）に設定しておくことで、エアロゾルの試料に電子線を支障なく照射することができる。また、前記Ｘ線検出手段により検出される特性Ｘ線に基づいて前記エアロゾルの試料の成分を分析すること可能となる。この場合、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記Ｘ線発生用ターゲットに照射させた状態、すなわち、該Ｘ線発生用ターゲットからＸ線を放出させた状態で、特性Ｘ線の検出を行なうので、管体からの電子線の放出は実質的になされず、エアロゾルの試料に電子線が照射されないこととなる。このため、管体とエアロゾルの試料とを調整せずとも、エアロゾルの試料で該電子線に起因するＸ線が発生するのを防止して、そのようなＸ線がＸ線検出手段によって前記特性Ｘ線と共に検出されるのを防止することができる。ひいては、前記特性Ｘ線の検出に基づくエアロゾルの試料の成分分析を適切に行なうことができる。そして、第７発明のエアロゾル分析装置は、前記第５発明の電子線・Ｘ線源装置を使用するので、小型で安価なものとすることができる。

本発明の第１実施形態を図１および図２を参照して説明する。図１は本実施形態の電子線・Ｘ線源装置を使用するエアロゾル分析装置の全体構成の概略を示す側面図、図２は図１のII−II線断面図である。なお、図２では、電子線・Ｘ線源装置の一部を破断して示している。

図１および図２を参照して、本実施形態のエアロゾル分析装置１は、検査対象のエアロゾル試料Ａを搬送する長尺フィルタ２と、電子線・Ｘ線源装置３と、電子線検出器４と、Ｘ線検出器５とを備える。

長尺フィルタ２は、巻き取り式のものであり、図示しない搬送機構によってその長手方向に水平姿勢で移送されるようになっている。この長尺フィルタ２の上面部には、エアロゾル分析装置１の上流側で、大気中などから捕集されたエアロゾル試料Ａが付着される。そして、そのエアロゾル試料Ａが、長尺フィルタ２の移送によって、エアロゾル分析装置１に供給されるようになっている。なお、長尺フィルタ２の材質や厚さは、該長尺フィルタ２を電子線やＸ線が透過可能で、且つ、該電子線やＸ線の減衰が十分に小さなものとなるように選定されている。また、長尺フィルタ２は、その搬送機構と併せて本発明におけるエアロゾル試料供給手段として機能するものである。

電子線・Ｘ線源装置３は、管体６と、高圧電源７と、管体６を上下動させる（管体６をその軸心方向に動かす）駆動装置８とを備える。

管体６は、その一端部が開口され、且つ他端部が閉塞された有底筒状（図では釣鐘状）のものである。そして、該管体６は、その開口端部（一端部）を長尺フィルタ２の上面部に対向させ、且つ軸心を上下方向（長尺フィルタ２の法線方向）に向けて、長尺フィルタ２の上側に配置されている。

この管体６の内部の上端部寄りの位置には、該管体６の軸心上で、電子線放出部９（電子エミッタ）が設けられている。この場合、本実施形態では、電界放出方式によって電子線放出部９から電子線を放出させる。このため、該電子線放出部９は、カソード電極（冷陰極）として機能するものである。そして、該電子線放出部９の材質は例えばグラファイトである。なお、電子線放出部９の先端部は、電界放出方式による電子線の放出がし易いように、尖鋭に形成されると共に、微細な凹凸（図示省略）が形成されている。

管体６の開口端部には、これを閉蓋するように円形（管体６の横断面と同形状）の膜状蓋部材１０が該管体６と同軸に装着されて、該管体６に固定されている。これにより、管体６の内部が密閉されている。そして、この密閉状態で、該管体６の真空引きが行なわれており、該管体６の内部空間が高真空に保たれている。

前記膜状蓋部材１０は、本実施形態では、電子線放出部９から放出される電子線や後述するＸ線発生用ターゲット１１で発生するＸ線を管体６の内部側から外部（大気中）に透過させる機能を有すると共に、前記電子線放出部９との間で電界を形成するためのアノード電極としての機能を有する。そのため、膜状蓋部材１０は、本実施形態では、電子線およびＸ線を透過可能で、且つ、導電性を有する材質から成り、その材質は、例えばシリコンである。なお、膜状蓋部材１０の材質は、シリコンに限らず、ダイヤモンド、チタン箔などを使用してもよい。

補足すると、膜状蓋部材１０は、管体６の内部を密閉し、該管体６の内部をほぼ高真空状態に保つ機能も有している。従って、膜状蓋部材１０の厚さは、管体６の内部を真空状態に保ち得る範囲内で、電子線およびＸ線を十分に透過させ得るように、できるだけ薄くすることが望ましい。本実施形態では、膜状蓋部材１０の厚さは例えば３μｍ程度に設定されている。

この膜状蓋部材１０の表裏面（上下面）のうちの、管体６の内部側の面（上面）には、そのほぼ全域にわたって薄膜状のＸ線発生用ターゲット１１が固着されている。該Ｘ線発生用ターゲット１１は、それに電子線を照射したときに、該電子線のエネルギーにより励起されるＸ線（励起Ｘ線）を発生させるものであり、その材質は、例えば銅である。本実施形態では、Ｘ線発生用ターゲット１１は、膜状蓋部材１０の上面に蒸着などにより固着され、その厚さは、１．５μｍ程度である。そして、図２に示すように、このＸ線発生用ターゲット１１の局所部分、例えば、中央部（電子線放出部９の直下部分）に、該ターゲット１１の厚み方向（上下方向に）に貫通する孔１２が穿設されている。この孔１２は、電子線放出部９から該孔１２に向かって放出される電子線を通過させるものであり、その径は、例えば１ｍｍ程度に設定されている。この場合、前記膜状蓋部材１０のうち、上記孔１２に対向する部分１０ａ（孔１２の直下の部分）が、管体６の内部から外部に電子線を透過させる電子線透過窓部１０ａとなっている。

なお、Ｘ線発生用ターゲット１１の孔１２は、電子線放出部９から放出される電子線を照射可能な領域内であれば、Ｘ線発生用ターゲット１１の中央部以外の局所部分に設けてもよい。また、電子線の照射可能領域内で複数の孔をＸ線発生用ターゲット１１に散逸的に設けるようにしてもよい。また、膜状蓋部材１０のうちの孔１２に対向する部分（孔１２の直下の部分）、すなわち、電子線透過窓部１０ａの箇所の厚さだけを、他の部分よりも薄くして、該電子線透過窓部１０ａを電子線が透過するときに、電子線の減衰ができるだけ小さくなるようにしてもよい。

補足すると、Ｘ線発生用ターゲット１１の材質は、銅に限られるものではない。該Ｘ線発生用ターゲット１１は、膜状蓋部材１０よりも電子線を透過しにくく、電子線の照射によって該膜状蓋部材１０よりも十分に高いエネルギー強度のＸ線を発生し得るものであればよい。この場合、一般的には、Ｘ線発生用ターゲット１１の材質として、膜状蓋部材１０の材質の原子番号よりも大きい原子番号を有する材質を使用することが望ましい。膜状蓋部材１０の材質を本実施形態のようにシリコンとした場合には、Ｘ線発生用ターゲット１１の材質としては、銅以外にも、例えばタングステン、ロジウム等が挙げられる。

前記高圧電源７は、直流高電圧を発生する電源であり、管体６の外部に配置されている。そして、図１に示すように、該高圧電源７の負極がカソード電極としての電子線放出部９に接続されている。また、本実施形態では、前記膜状蓋部材１０をアノード電極として使用するため、高圧電源７の正極が該膜状蓋部材１０に接続されると共に接地されている。そして、本実施形態では、この高圧電源７から、膜状蓋部材１０（アノード電極）と、電子線放出部９（カソード電極）との間に直流高電圧（例えば３０ｋＶ程度）を印加することにより、膜状蓋部材１０と電子線放出部９との間で該電子線放出部９に集中する高圧電界を形成し、電界放出方式によって電子線放出部９から電子線を放出させるようにしている。この場合、本実施形態では、電子線放出部９から放出される電子線のビームは、図２に破線で示すように広がり、膜状蓋部材１０の上面のＸ線発生用ターゲット１１の薄膜のほぼ全域（膜状蓋部材１０の上面とほぼ同等の面積を有する領域）に電子線が照射されるようになっている。従って、管体６の軸心方向で見たとき、電子線放出部９から放出される電子線のビームの照射領域に、Ｘ線発生用ターゲット１１と電子線透過窓部１０ａとの両者が含まれるようになっている。

なお、電子線を膜状蓋部材１０上のほぼ全域に電子線を照射する必要はなく、電子レンズなどを使用することで、前記孔１２と、その周囲の領域（膜状蓋部材１０の径よりも小さい領域）にのみ、電子線を照射するようにしてもよい。その場合、膜状蓋部材１０の上面のうち、電子線の照射可能領域にだけ、Ｘ線発生用ターゲット１１を固着するようにしてもよい。また、Ｘ線発生用ターゲット１１が本実施形態のように導電性の材質から成る場合には、該Ｘ線発生用ターゲット１１をアノード電極として用い、該Ｘ線発生用ターゲット１１を高圧電源７の正極に接続するようにしてもよい。Ｘ線発生用ターゲット１１が膜状蓋部材１０に電気的に導通している場合には、高圧電源７の正極を、Ｘ線発生用ターゲット１１と膜状蓋部材１０とのどちらに接続しても、それらの両者がアノード電極として機能することとなる。

また、本実施形態では、アノード電極としての膜状蓋部材１０とカソード電極としての電子線放出部９とを有する２極構造の管体６について説明を行なったが、電子線放出部９に掛かる電圧に対して電子線の放出電流量をより精度良く制御したい場合には、膜状蓋部材１０と電子線放出部９の間に引き出し電極を設けるような構造にしてもよい。この場合には、電子線放出部９の近傍に引出し電極を配置することによって、より低電圧で電子線の放出電流量を制御することが可能となる。

前記駆動装置７は、本発明における管体移動手段に相当するものである。この駆動装置７は、管体６の外周に装着された環状の管体保持部１３と、この管体保持部１３を上下動可能に支持する支持部１４とを備え、図示しない電動モータなどのアクチュエータによって管体保持部１３を管体６と共に、上下動させる（管体６の軸心方向に移動させる）ようにしている。なお、支持部１４は、長尺フィルタ２の側方に配置されている。

電子線検出器４は、図１に示すように、長尺フィルタ２の下側で、前記管体６の開口端部（一端部）に対面するように配置された薄板状の導電性検出部１５と、この導電性検出部１５に流れる微小電流を検出する電流検出器１６とを備えている。導電性検出部１５は、その材質が例えばグラファイトであり、これに電子線が照射されたときに、微小電流が流れるように設けられている。そして、電子線検出器４は、その微小電流を、該導電性検出部１５に到達した電子線の強度を表すものとして、電流検出器１６により検出するようにしている。なお、導電性検出部１５は、後述するようにエアロゾル試料Ａから発生する特性Ｘ線などのＸ線が透過可能なように十分に薄いものとされ、その厚さは、例えば１μｍ程度とされている。なお、電子線検出器４は本発明における電子線検出手段に相当する。

Ｘ線検出器５は、電子線検出器４の導電性検出部１５の下側に配置されている。このＸ線検出器５は、そのＸ線検出部１７（図２参照）が、管体６の直下に供給されるエアロゾル試料Ａに臨むように設けられている。ただし、この場合、Ｘ線検出器５は、後述するようにＸ線発生用ターゲット１１から発生する励起Ｘ線や制動Ｘ線がＸ線検出部１７にほとんど入射せず、主に、エアロゾル試料Ａで後述するように発生する特性Ｘ線が入射し得るように、図２に示す如く、管体６の軸心に対して傾けた姿勢で設けられると共に、該Ｘ線検出部１７の周囲が、鉛等のＸ線が透過し難い材質からなる筒体１８により覆われている。なお、Ｘ線検出器５は、本発明におけるＸ線検出手段に相当する。

次に、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置３を含むエアロゾル分析装置１の作動を説明する。本実施形態のエアロゾル分析装置１によるエアロゾル試料Ａの分析処理は、エアロゾル試料Ａを電子線・Ｘ線源装置３の管体６の直下に配置しない状態で該管体６から放出される電子線の強度を基準強度Ｉ0として計測する電子線基準強度計測処理と、エアロゾル試料Ａの重量分析を行なう重量分析処理と、エアロゾル試料Ａの成分分析を行なう成分分析処理とから構成される。

まず、電子線基準強度計測処理が次のように実行される。すなわち、電子線・Ｘ線源装置３の管体６の直下にエアロゾル試料Ａが無い状態（長尺フィルタ２のみが存在する状態）で、電子線・Ｘ線源装置３が起動される。この場合、電子線・Ｘ線源装置３の管体６から後述するように電子線を放出させたときに、電子線・Ｘ線源装置３の管体６の直下にエアロゾル試料Ａが存在しても、該電子線の一部がエアロゾル試料Ａを透過して、電子線検出器４の導電性検出部１５に到達し、該電子線を電子線検出器４により適切な感度で検出し得るように、電子線・Ｘ線源装置３の管体６の高さ（管体６の開口端部と長尺フィルタ２との距離）が駆動装置８を介して調整される。そのような管体６の高さは、あらかじめ実験的に定められ、例えば、前記膜状蓋部材１０と長尺フィルタ２との間隔が、５００μｍ程度の間隔になるように、駆動装置８により、管体６の高さが調整される。

そして、この状態で、前記高圧電源７を作動させ、該高圧電源７から電子線放出部９と膜状蓋部材１０との間に３０ｋＶ程度の直流高電圧を印加する。これにより、電界放出方式によって、電子線放出部９の先端部から電子線が放出され、その電子線のビームが図２の破線で示す如く、Ｘ線発生用ターゲット１１の孔１２やその周囲の箇所に照射される。この場合、図２の矢印ａで示す如く電子線放出部９から孔１２に向かう電子線は、該孔１２内からその直下の電子線透過窓部１０ａを透過し、管体６の外部（大気中）に放出される。そして、この電子線は、さらに長尺フィルタ２を透過した後、電子線検出器４の導電性検出部１５に到達する。これにより、導電性検出部１５に微小電流が流れ、その微小電流が、導電性検出部１５に到達した電子線の強度を示すものとして、前記電流検出器１６により検出される。

このように検出された電子線の強度は、電子線・Ｘ線源装置３の管体６から放出される電子線の基準強度Ｉ0として図示しないメモリなどに記録される。

次いで、エアロゾル分析装置１の上流側で、エアロゾル試料Ａが上面に付着された長尺フィルタ２が移送され、該エアロゾル試料Ａがエアロゾル分析装置１に供給される。このとき、電子線・Ｘ線源装置３の管体６の直下にエアロゾル試料Ａが位置する状態で長尺フィルタ２の移送は中断される。

この状態で、管体６の直下のエアロゾル試料Ａに対する前記重量分析処理と成分分析処理とが順次実行される。重量分析処理では、前記電子線基準強度計測処理の場合と同様に、前記高圧電源７を作動させることで、電子線放出部９から電子線を放出させ、その電子線をＸ線発生用ターゲット１１の孔１２および膜状蓋部材１０の電子線透過窓部１０ａを介して、管体６の外部に放出させる。なお、このとき、管体６の高さは、前記電子線基準強度計測処理で調整した高さと同じ高さに設定される。

この場合、Ｘ線発生用ターゲット１１の孔１２および電子線透過窓部１０ａを通って管体６の外部に放出された電子線の一部は、管体６の直下に位置するエアロゾル試料Ａおよび長尺フィルタ２を透過して、電子線検出器４の導電性検出部１５に達するが、残部はエアロゾル試料Ａで吸収される。そして、電子線検出器４の導電性検出部１５に達した電子線の強度Ｉが、前記電子線基準強度計測処理の場合と同様に電子線検出器４により計測される。

ここで、このときに計測された電子線の強度Ｉと、前記基準強度Ｉ0（これはエアロゾル試料Ａへの電子線の入射強度に相当する）との間には、次式（１）の関係が成立する。

Ｉ＝Ｉ0・exp(−μ・Ｘ） ……（１）

この式（１）におけるexp( )は、自然対数の底ｅの指数関数を意味し、μは所定の定数である。また、Ｘはエアロゾル試料Ａの単位面積当たりの質量［μｇ／ｃｍ²］である。

そこで、重量分析処理では、上記の如く計測した強度Ｉと基準強度Ｉ0とから式（１）により、エアロゾル試料Ａの単位面積当たりの質量Ｘを計測する。これにより、エアロゾル試料Ａの重量分析が行なわれる。

次いで、前記成分分析処理が実行される。この成分分析処理では、まず、前記駆動装置８により、管体６の高さ（管体６とエアロゾル試料Ａとの距離）を変更する。この場合、変更後の高さは、Ｘ線発生用ターゲット１１の孔１２および電子線透過窓部１０ａを介して管体６の外部に放出された電子線がエアロゾル試料Ａまで到達しないような高さに設定される。本実施形態では、電子線放出部９から放出される電子は、管体６内で３０ｋＶの電圧で加速されるが、この電子線は管体６から大気中に放出された後、１ｃｍ程度の距離で十分に減衰する。そこで、本実施形態では、前記膜状蓋部材１０と長尺フィルタ２との間隔が、例えば２ｃｍ程度の間隔になるように、駆動装置８により、管体６の高さが変更される。このように、前記重量分析処理よりも、管体６をエアロゾル試料Ａから遠ざけるのは、該エアロゾル試料Ａに電子線が照射されたときに、該エアロゾル試料Ａで発生する制動Ｘ線などの、該エアロゾル試料Ａの成分分析に不要なＸ線がＸ線検出器５で検出さるのを防止するためである。

上記のように管体６の高さを変更した後、前記電子線基準強度計測処理の場合と同様に、前記高圧電源７を作動させることで、電子線放出部９から電子線を放出させ、その電子線がＸ線発生用ターゲット１１の孔１２やその周囲の箇所に照射される。

このとき、図２に矢印ｂで示す如くＸ線発生用ターゲット１１に照射された電子線は、該Ｘ線発生用ターゲット１１内で減衰しつつ、該ターゲット１１の材質に応じた波長の励起Ｘ線を該ターゲット１１の内部で発生させる。そして、この励起Ｘ線が、図２の矢印ｃで示す如く、Ｘ線発生用ターゲット１１から膜状蓋部材１０を通って、管体２の外部（大気中）に放出され、エアロゾル試料Ａに照射される。このように、エアロゾル試料Ａに励起Ｘ線が照射されることにより、該エアロゾル試料Ａからその成分に応じた波長の特性Ｘ線が発生し、この特性Ｘ線が、図２の矢印ｄで示す如く、前記Ｘ線検出器５の筒体１８を介してＸ線検出部１７に入射する。なお、このとき、前記したようにＸ線検出器５が傾けられていると共に、筒体１８が設けられているので、管体６から放出される励起Ｘ線がＸ線検出部１７に入射するのが防止される。

これにより、Ｘ線検出器５のＸ線検出部１７でエアロゾル試料Ａから発生した特性Ｘ線が検出され、その波長に基づいてエアロゾル試料Ａの成分分析が行なわれる。

上記のように成分分析処理が行なわれた後は、長尺フィルタ２が移送されて、エアロゾル試料Ａが管体６の直下から下流側に移動される。そして、新たなエアロゾル試料が管体６の直下に供給される。

補足すると、前記電子線基準強度計測処理、重量分析処理および成分分析処理は、それらの実行順序を適宜変更してもよい。例えば、成分分析処理を重量分析処理よりも前に実行してもよい。また、例えば、重量分析処理では、エアロゾル試料Ａを透過した電子線の強度Ｉの計測のみを行なっておき、その後に、電子線基準強度計測処理を実行して、エアロゾル試料Ａの重量を算出するようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のエアロゾル分析装置１の電子線・Ｘ線源装置３は、単一の管体６、電子線放出部９、高圧電源７を使用して、該管体６から、電子線とＸ線との両者を放出することができる。このため、電子線源およびＸ線源の両者の機能を有する電子線・Ｘ線源装置３を小型で簡易なものとすることができる。ひいては、従来のように電子線源とＸ線源とを各別に備える必要がなく、エアロゾル分析装置１を小型で簡易な構成とすることができると共に、該エアロゾル分析装置１を安価に提供できる。

次に、本発明の第２実施形態を図３および図４を参照して説明する。図３は本実施形態における電子線・Ｘ線源装置の構成を示す図、図４は該電子線・Ｘ線源装置に備えたＸ線発生用ターゲットおよび膜状蓋部材の平面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態で説明したエアロゾル分析装置１の電子線・Ｘ線源装置３と、一部の構成のみが相違するので、第１実施形態と同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用い、説明を省略する。

図３および図４を参照して、本実施形態における電子線・Ｘ線源装置２１は、前記第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３と、Ｘ線発生用ターゲット２２の構成のみが相違する。すなわち、本実施形態では、膜状のＸ線発生用ターゲット２２は、メッシュ状に形成されており、これが管体６の開口端部に装着された膜状蓋部材１０の上面（管体６の内部側の面）に蒸着などにより固着されている。この場合、メッシュ状のＸ線発生用ターゲット２２は、その目開き部分が、該Ｘ線発生用ターゲット２２をその厚さ方向に貫通する孔２３となっている。従って、Ｘ線発生用ターゲット２２には、複数の孔２３が格子状に配列されていることとなる。そして、膜状蓋部材１０のうちの、各孔２３（Ｘ線発生用ターゲット２２の各目開き部分）に対向する部分１０ｂ（各孔２３の直下の部分）が、電子線透過窓部１０ｂとなっている。なお、膜状蓋部材１０およびＸ線発生用ターゲット２２のそれぞれの材質および厚さは、前記第１実施形態のものと同じでよい。

以上説明した以外の構成は、前記第１実施形態と同一である。そして、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置２１は、前記第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３の代わりに、前記エアロゾル分析装置１に備えられる。

かかる本実施形態の電子線・Ｘ線源装置２１にあっても、単一の管体６から、電子線とＸ線との両者を放出することができる。すなわち、電子線放出部９から電界放出方式によって電子線を放出させると、その電子線のうち、図３の矢印ｅで示す如くＸ線発生用ターゲット２２の孔２３（目開き部分）に向かう電子線は、該孔２３およびその直下の電子線透過窓部１０ｂを通って管体６の外部に放出される。また、電子線放出部９から放出された電子線のうち、図３の矢印ｆで示す如く、Ｘ線発生用ターゲット２２の孔２３（目開き部分）以外の部位（Ｘ線発生用ターゲット２２の存在部位）に向かう電子線は、Ｘ線発生用ターゲット２２の内部に進入して、その部分から励起Ｘ線を発生させ、その励起Ｘ線が図３の矢印ｇで示す如く膜状蓋部材１０を通って管体６の外部に放出されることとなる。

このように、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置２１にあっても、前記第１実施形態と同様に、単一の管体６、電子線放出部９、高圧電源７を使用して、該管体６から、電子線とＸ線との両者を放出することができる。このため、電子線源およびＸ線源の両者の機能を有する電子線・Ｘ線源装置３を小型で簡易なものとすることができる。ひいては、従来のように電子線源とＸ線源とを各別に備える必要がなく、エアロゾル分析装置１を小型で簡易な構成とすることができると共に、該エアロゾル分析装置１を安価に提供できる。

なお、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置２１を使用したエアロゾル試料Ａの検査は、前記第１実施形態で説明した場合と全く同じ手法で行なうことができる。

次に、本発明の第３実施形態を図５および図６を参照して説明する。図５は本実施形態におけるエアロゾル分析装置の要部構成（電子線・Ｘ線源装置を含む）を示す図、図６は該エアロゾル分析装置の電子線・Ｘ線源装置に備えたＸ線発生用ターゲットおよび電子線透過窓部を示す平面図である。なお、本実施形態は、第１実施形態で説明したエアロゾル分析装置１の電子線・Ｘ線源装置３と、一部の構成のみが相違するので、第１実施形態と同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用い、説明を省略する。

図５および図６を参照して、本実施形態における電子線・Ｘ線源装置３１は、前記第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３と異なる構成の膜状蓋部材３２およびＸ線発生用ターゲット３３が備えられると共に、電子線放出部９から放出される電子線を収束させつつ、その向きを変更するための電子レンズ３４が備えられている。

さらに詳細には、本実施形態では、管体６の開口端部に、これを閉蓋するように装着された膜状蓋部材３２の中心部と周縁との間の一つの局所部分に、該電子透過膜３２の厚さ方向（法線方向）に貫通する一つの貫通穴３２ａが形成されている。該貫通穴３２ａは、円形の穴である。そして、この貫通穴３２ａには、これを埋めるように円形膜状のＸ線発生用ターゲット３３が装着されている。該Ｘ線発生用ターゲット３３は、その外周面が貫通穴３２ａの内周面に固着されている。また、膜状蓋部材３２には、その中心に対して貫通穴３２ａと対称となる局所部分に、電子線透過窓部３２ａとしての円形の凹部３２ｂが形成されている。従って、膜状蓋部材３２の厚さは、電子線透過窓部３２ｂの箇所で、他の部位よりも薄くなっている。なお、膜状蓋部材３２の電子線透過窓部３２ｂを除く部位の厚さと、Ｘ線発生用ターゲット３３の厚さは、ほぼ同一で、例えば５００μｍ程度である。また、電子線透過窓部３２ｂの厚さは、例えば３μｍ程度である。また、本実施形態では、電子線透過膜３２の材質として、電子線の照射によってＸ線が発生しにくく、且つ、電子線を透過可能な材質、例えばアルミニウムが使用される。ただし、その材質は、前記第１実施形態の膜状蓋部材１０と同じであってもよい。

上記のように電子線透過窓部３２ｂとＸ線発生用ターゲット３３とを設けることにより、これらの電子線透過窓部３２ｂとＸ線発生用ターゲット３３とは、管体６の軸心方向で見たとき、図６に示すように、管体６の開口端部の位置で、互いに区画されて所定の位置に配置されるように設けられている。

補足すると、膜状蓋部材３２に貫通穴３２ａを形成せずに、該膜状蓋部材３２の上面の局所部分にＸ線発生用ターゲット３３を固着するようにしてもよい。また、膜状蓋部材３２の全体を、電子線を十分に透過可能な程度に薄く形成してもよく、この場合には、凹部３２ｂを形成せずともよい。この場合には、膜状蓋部材３２のうちの、Ｘ線発生用ターゲット３３を配置した箇所以外の全体が、電子線透過窓部として機能する。

前記電子レンズ３４は、電子線放出部９と膜状蓋部材３２との間で管体６内に設けられている。この電子レンズ３４は、電界あるいは磁界を発生し、その電界あるいは磁界によって、電子線放出部９から放出される電子線のビームを収束させながら、該ビームの向きを偏向するものである。この場合、本実施形態では、電子線放出部９から放出される電子線のビームは、図５に破線ｂ1で示すように、膜状蓋部材３２の電子線透過窓部３２ｂに向かうビームと、図５に破線ｂ2で示すように、Ｘ線発生用ターゲット３３に向かうビームとに選択的に偏向される。

以上説明した以外の構成は、前記第１実施形態と同じである。そして、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置３１は、前記第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３の代わりに、前記エアロゾル分析装置１に備えられる。ただし、本実施形態では、管体６を上下動させる駆動装置８は必ずしも必要ではなく、管体６の外周に装着された環状の管体保持部１３が支持部１４に固定的に保持されていてもよい。

かかる本実施形態の電子線・Ｘ線源装置３１にあっては、単一の管体６から、電子線とＸ線との両者を選択的に放出することができる。すなわち、電子線放出部９から電界放出方式によって放出される電子線のビームを前記電子レンズ３４によって、膜状蓋部材３２の電子線透過窓部３２ｂに向けることによって、その電子線は、図５の矢印ｈで示す如く、電子線透過窓部３２ｂを透過して、管体６の外部に放出される。また、電子線放出部９から放出される電子線のビームを前記電子レンズ３４によって、Ｘ線発生用ターゲット３３に向けることによって、その電子線は、図５の矢印ｉで示す如く，Ｘ線発生用ターゲット３３の内部に進入して、その部分から励起Ｘ線を発生させ、その励起Ｘ線が図５の矢印ｊで示す如くＸ線発生用ターゲット３３から管体６の外部に放出されることとなる。

このような電子線・Ｘ線源装置３１を前記第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３の代わりに備えたエアロゾル分析装置による分析処理は次のように行なわれる。

すなわち、本実施形態のエアロゾル分析装置によるエアロゾル試料Ａの分析処理は、前記第１実施形態と同様に、電子線基準強度計測処理と、重量分析処理と、成分分析処理とから構成される。

本実施形態のエアロゾル分析装置では、電子線・Ｘ線源装置３１の管体６から後述するように電子線を放出させたときに、電子線・Ｘ線源装置３１の管体６の直下にエアロゾル試料Ａが存在しても、該電子線の一部がエアロゾル試料Ａを透過して、電子線検出器４の導電性検出部１５に到達し、該電子線を電子線検出器４により適切な感度で検出し得るように、電子線・Ｘ線源装置３の管体６の高さ（管体６の開口端部と長尺フィルタ２との距離）があらかじめ設定されている。そして、管体６の高さは、その設定された高さに固定される。例えば、膜状蓋部材３２と長尺フィルタ２との間隔が、５００μｍ程度の間隔になるように、管体６の高さが設定されている。

そして、電子線基準強度計測処理が次のように実行される。すなわち、電子線・Ｘ線源装置３１の管体６の直下にエアロゾル試料Ａが無い状態（長尺フィルタ２のみが存在する状態）で、電子線・Ｘ線源装置３１が起動される。そして、この状態で、前記高圧電源７から電子線放出部９と膜状蓋部材３１との間に３０ｋＶ程度の直流高電圧を印加し、電子線放出部９の先端部から電子線を放出させる。同時に、電子線放出部９から放出される電子線のビームを、図５のｂ1で示す如く、前記電子線透過窓部３２ｂに向かわせるように電子レンズ３４を作動させ、該電子線透過窓部３２ｂに電子線のビームｂ１を照射する。なお、このとき、電子線のビームｂ１は、Ｘ線発生用ターゲット３３には照射されない。

この場合、電子線透過窓部３２ｂに照射された電子線は、図５の矢印ｈで示す如く電子線透過窓部３２ｂを透過し、管体６の外部（大気中）に放出される。そして、この電子線は、さらに長尺フィルタ２を透過した後、電子線検出器４の導電性検出部１５に到達する。これにより、導電性検出部１５に微小電流が流れ、その微小電流によって、前記第１実施形態と同様に、電子線の基準強度Ｉ0が検出される。

また、エアロゾル試料Ａの重量分析処理および成分分析処理は、長尺フィルタ２の移送によって、エアロゾル試料Ａを電子線・Ｘ線源装置３１の管体６の直下に供給した状態で次のように行なわれる。

すなわち、重量分析処理では、前記電子線基準強度計測処理の場合と同様に、前記高圧電源７を作動させることで、電子線放出部９から電子線を放出させ、その電子線のビームｂ１を電子レンズ３４によって膜状蓋部材３２の電子線透過窓部３２ｂに照射させる。

この場合、電子線透過窓部３２ｂを通って管体６の外部に放出された電子線の一部が、管体６の直下に位置するエアロゾル試料Ａおよび長尺フィルタ２を透過して、電子線検出器４の導電性検出部１５に達する。そして、電子線検出器４の導電性検出部１５に達した電子線の強度Ｉが、前記電子線基準強度計測処理の場合と同様に計測される。さらに、この強度Ｉの計測値と、前記基準強度Ｉ0とから前記式（１）の関係に基づいて、エアロゾル試料Ａの単位面積当たりの質量Ｘを計測する。これにより、エアロゾル試料Ａの重量分析が行なわれる。

また、成分分析処理では、前記高圧電源７を作動させることで、電子線放出部９から電子線を放出させる。そして、この場合には、電子線放出部９から放出される電子線のビームを、図５のｂ２で示す如く、前記Ｘ線発生用ターゲット３３に向かわせるように電子レンズ３４を作動させ、該Ｘ線発生用ターゲット３３に電子線のビームｂ２を照射する。なお、このとき、電子線のビームｂ２は、Ｘ線発生用ターゲット３３にのみ照射され、電子線透過窓部３２ｂを含む膜状蓋部材３２には照射されない。

この場合、図５に矢印ｉで示す如くＸ線発生用ターゲット３３に照射された電子線は、該Ｘ線発生用ターゲット３３内で減衰しつつ、該ターゲット３３の材質に応じた波長の励起Ｘ線を該ターゲット３３の内部で発生させる。そして、この励起Ｘ線が、図５の矢印ｊで示す如く、Ｘ線発生用ターゲット３３から管体２の外部（大気中）に放出され、エアロゾル試料Ａに照射される。これにより、該エアロゾル試料Ａからその成分に応じた波長の特性Ｘ線が発生し、この特性Ｘ線が、図５の矢印ｋで示す如く、前記Ｘ線検出器５の筒体１８を介してＸ線検出部１７に入射する。そして、前記第１実施形態と同様に、Ｘ線検出器５のＸ線検出部１７でエアロゾル試料Ａから発生した特性Ｘ線が検出され、その波長に基づいてエアロゾル試料Ａの成分分析が行なわれる。

以上のように、本実施形態では、電子線・Ｘ線源装置３１から、電子線とＸ線とを選択的に放出させることができる。このため、管体６をその軸心方向に移動させる駆動装置８を必要とすることなく、エアロゾル試料Ａの重量分析および成分分析を行なうことができる。

また、本実施形態の電子線・Ｘ線源装置３１にあっても、単一の管体６、電子線放出部９、高圧電源７を使用して、電子線とＸ線とを放出することができるため、電子線源およびＸ線源の両者の機能を有する電子線・Ｘ線源装置３を小型で簡易なものとすることができる。ひいては、エアロゾル分析装置を小型で簡易な構成とすることができると共に、該エアロゾル分析装置を安価に提供できる。

なお、本実施形態で説明した膜状蓋部材３２（電子線透過窓部３２ａを含む）とＸ線発生用ターゲット３３とを合わせた構造形態（管体６の開口端部への装着物の構造形態）は、前記第１実施形態で説明した膜状蓋部材１０（電子線透過窓部１０ａを含む）およびＸ線発生用ターゲット１１（孔１２を含む）を合わせた構造形態の代わりに、該第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置３（電子レンズを備えないもの）で採用するようにしてもよい。また、電子線放出部９から放出される電子ビームを電子レンズ３４によって、より細い所望の径のビームに絞ることができるようにした場合には、前記第１実施形態あるいは第２実施形態で説明した膜状蓋部材（電子線透過窓部を含む）とＸ線発生用ターゲットとのを合わせた構造形態を、第３実施形態で説明した膜状蓋部材３２（電子線透過窓部３２ａを含む）とＸ線発生用ターゲット３３とを合わせた構造形態の代わりに、第３実施形態の電子線・Ｘ線源装置３１（電子レンズ３４を備えるもの）で採用し、その電子レンズ３４によって、電子線透過窓部とＸ線発生用ターゲットとに選択的に電子ビームを照射させるようにしてもよい。

また、前記第３実施形態では、電子線基準強度計測処理と、重量分析処理と、成分分析処理とのいずれの処理でも、管体６の上下方向の位置（長尺フィルタ２あるいはエアロゾル試料Ａからの距離）は一定でよいが、電子線・Ｘ線源装置３１のメンテナンスや、前記重量分析処理および成分分析処理における電子線やＸ線の検出感度の初期調整などを目的として、駆動装置８によって管体６をその軸心方向に動かすようにしてもよい。

本発明の第１実施形態の電子線・Ｘ線源装置を使用するエアロゾル分析装置の全体構成の概略を示す側面図。図１のII−II線断面図。本発明の第２実施形態における電子線・Ｘ線源装置の構成を示す図。図３の電子線・Ｘ線源装置に備えたＸ線発生用ターゲットおよび膜状蓋部材の平面図。本発明の第３実施形態におけるエアロゾル分析装置の要部構成（電子線・Ｘ線源装置を含む）を示す図。図５のエアロゾル分析装置の電子線・Ｘ線源装置に備えたＸ線発生用ターゲットおよび電子線透過窓部を示す平面図である。

符号の説明

１…エアロゾル分析装置、２…長尺フィルタ（エアロゾル供給手段）、３，２１，３１…電子線・Ｘ線源装置、４…電子線検出器（電子線検出手段）、５…Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）、６…管体、８…駆動装置（管体移動手段）、９…電子線放出部、１０…膜状蓋部材、１０ａ，１０ｂ，３２ｂ…電子線透過窓部、１１，２２，３３…Ｘ線発生用ターゲット、１２，２３…孔、Ａ…エアロゾル試料。

Claims

真空引きされた管体内に該管体の一端部に向かって電子線を放出する電子線放出部を備えると共に、前記電子線放出部から放出される電子線を照射可能な位置で前記管体の一端部にそれぞれ設けられ、該電子線放出部から照射された電子線を該管体の外部に透過させる電子線透過窓部と、照射された電子線によって励起されるＸ線を発生するＸ線発生用ターゲットとを備えたことを特徴とする電子線・Ｘ線源装置。
前記管体の一端部は、前記電子線およびＸ線を透過可能な膜状蓋部材により閉蓋されており、前記Ｘ線発生用ターゲットは、該膜状蓋部材の表裏面のうちの前記管体の内部側の面に固着された膜状のターゲットであると共に、その厚み方向に貫通する少なくとも１つの孔が形成されており、前記膜状蓋部材のうちの前記各孔に対向する部分が前記電子線透過窓部として構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子線・Ｘ線源装置。
前記Ｘ線発生用ターゲットは、メッシュ状に形成されたターゲットであり、その目開き部分を前記孔として有することを特徴とする請求項２記載の電子線・Ｘ線源装置。
前記電子線放出部から放出される電子線のビームは、そのビームの照射範囲に前記電子線透過窓部およびＸ線発生用ターゲットの両者を含むビームであり、前記管体をその軸心方向で移動させる管体移動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子線・Ｘ線源装置。
前記電子線透過窓と、Ｘ線発生用ターゲットとは、前記管体の軸心方向で見たとき、該管体の一端部に互いに区画されて所定の位置に配置されるように設けられており、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子線透過窓部と、Ｘ線発生用ターゲットとに選択的に照射させる電子レンズを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子線・Ｘ線源装置。
請求項４記載の電子線・Ｘ線源装置を備えたエアロゾル分析装置であって、
エアロゾルの試料を前記電子線・Ｘ線源装置の管体の一端部に対向する位置に供給するエアロゾル試料供給手段と、前記管体の軸心方向における該管体と前記供給されたエアロゾル試料との距離を、該管体の一端部から放出される電子線が該エアロゾルの試料に到達可能な距離に前記管体移動手段により調整した状態で、該管体の一端部から放出されて該エアロゾル試料を透過した電子線を検出する電子線検出手段と、前記管体の軸心方向における該管体と前記供給されたエアロゾル試料との距離を、該管体の一端部から放出される電子線が該エアロゾルの試料に到達不能となる距離に前記管体移動手段により調整した状態で、該管体の一端部のＸ線発生用ターゲットから放出されて該エアロゾルの試料に照射されるＸ線によって該エアロゾルの試料から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とするエアロゾル分析装置。
請求項５記載の電子線・Ｘ線源装置を備えたエアロゾル分析装置であって、
エアロゾルの試料を前記電子線・Ｘ線源装置の管体の一端部に対向する位置に供給するエアロゾル試料供給手段と、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記電子線透過窓部が形成された部分に照射させた状態で、該管体の一端部から放出されて前記エアロゾルを透過した電子線を検出する電子線検出手段と、前記電子線放出部から放出される電子線を前記電子レンズによって前記Ｘ線発生用ターゲットが配置された部分に照射させた状態で、該管体の一端部のＸ線発生用ターゲットから放出されて該エアロゾルの試料に照射されるＸ線によって該エアロゾルの試料から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とするエアロゾル分析装置。