JP2017044557A - Ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の取付ポートを占有することなく、エネルギー分解能が高い検出と計数効率が高い検出とを実現可能なＸ線分析装置を提供する。【解決手段】Ｘ線分析装置１０は、電子銃１４と、Ｘ線光学部材３０と、第１検出部および第２検出部と、距離変更機構４２と、を備える。Ｘ線光学部材３０は、試料１１から放出される特性Ｘ線１３を第１検出部および第２検出部の少なくとも何れかに導く。第１検出部は、第２検出部に比べて、相対的に計数効率よりもエネルギー分解能を優先させるように形成されている。第２検出部は、第１検出部に比べて、相対的にエネルギー分解能よりも計数効率を優先させるように形成されている。距離変更機構４２は、Ｘ線光学部材３０の光軸の軸方向における第１検出部および第２検出部とＸ線光学部材３０との間の距離を変更する。【選択図】図１

Description

この発明は、超伝導転移端センサなどのエネルギー分散型の放射線検出器を備えたＸ線分析装置に関する。

Ｘ線のエネルギーを弁別することが可能なＸ線分析装置として、エネルギー分散型Ｘ線検出器（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、以後ＥＤＳと呼ぶ）や波長分散型Ｘ線検出器（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、以後ＷＤＳと呼ぶ）がある。
上記ＥＤＳは、検出器に取り込まれたＸ線のエネルギーを検出器内で電気信号に変換し、その電気信号の大きさによってエネルギーを算出するタイプのＸ線検出器である。また、ＷＤＳはＸ線を分光器で単色化（エネルギー弁別）し、単色化されたＸ線を比例計数管などで検出するタイプのＸ線検出器である。

ＥＤＳとしては、ＳｉＬｉ（シリコンリチウム）型検出器、シリコンドリフト型検出器、またはゲルマニウム検出器などの半導体検出器が知られている。例えばシリコンリチウム型またはシリコンドリフト型の検出器は、電子顕微鏡の元素分析装置に多用され、０.２ｋｅＶ〜２０ｋｅＶ程度の広範囲のエネルギーを検出できる。しかし、検出器にシリコンを用いているため、原理上、その性質はシリコンのバンドギャップ（１．１ｅＶ程度）に依存し、エネルギー分解能を１３０ｅＶ程度以上に改善することが難しく、ＷＤＳと比較して１０倍以上エネルギー分解能は劣る。

このようにＸ線検出器の性能を示す指標の一つであるエネルギー分解能が、例えば１３０ｅＶであるとは、Ｘ線検出器にＸ線が照射されると、１３０ｅＶ程度の不確かさでエネルギーを検出可能であることを意味する。従って、この不確かさが小さいほど、エネルギー分解能が高いということになる。すなわち、隣接する２本のスペクトルからなる特性Ｘ線を検出する場合、エネルギー分解能が高くなると不確かさが小さくなる。２本の隣接するピークのエネルギー差が２０ｅＶ程度であると、原理的に２０ｅＶ〜３０ｅＶ程度のエネルギー分解能で２本のピークを分離することができるということである。

近年、エネルギー分散型でかつＷＤＳと同等のエネルギー分解能を有する超伝導Ｘ線検出器が注目されている。この超伝導Ｘ線検出器のうちで超伝導転移端センサ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｅｄｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ、以後ＴＥＳと呼ぶ）を有する検出器は、金属薄膜の超伝導−常伝導遷移時の急激な抵抗変化（例えば、温度変化が数ｍＫにて抵抗変化が０．１Ωなど）を用いた高感度の熱量計である。なお、このＴＥＳは、マイクロカロリーメータとも呼ばれる。また、超伝導Ｘ線検出器のうちで超伝導トンネル接合（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ、以後ＳＴＪと呼ぶ）検出器は、ジョセフソン素子の絶縁層をトンネリングする多数の電荷キャリアを信号として検出する。また、超伝導Ｘ線検出器のうちで超伝導ストリップ検出器（例えば、Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｇ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｐｈｏｔｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以後ＳＳＰＤと呼ぶ、または、Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｇ Ｓｔｌｉｐ−Ｌｉｎｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以後ＳＳＬＤと呼ぶ、など）は、高速な緩和過程を用いた検出器である。また、超伝導Ｘ線検出器のうちでマイクロ波力学インダクタンス検出器（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以後ＭＫＩＤと呼ぶ）は、インダクタンスの変化を検出する。

ＴＥＳは、一次Ｘ線や一次電子線などの放射線照射によりサンプルから発生した蛍光Ｘ線や特性Ｘ線が入射した際に起こるＴＥＳ内の温度変化を検出することでサンプルの分析をする。ＴＥＳは、他の検出器よりも高いエネルギー分解能を有し、例えば５．９ｋｅＶの特性Ｘ線において１０ｅＶ以下のエネルギー分解能を得ることができる。
走査電子顕微鏡または透過電子顕微鏡などにＴＥＳを取り付けた場合、電子線が照射されたサンプルから発生する特性Ｘ線をＴＥＳで取得することで、半導体型Ｘ線検出器では分離不可能な特性Ｘ線（例えば、Ｓｉ−Ｋα、Ｗ−Ｍα、Ｗ−Ｍβなど）のエネルギースペクトルのピークを容易に分離することができる。

Ｘ線検出器のエネルギー分解能とともにＸ線検出器の計数効率は、Ｘ線検出器の性能を示す指標の１つである。計数効率は、Ｘ線検出器の放射線受光部の面積、厚さ、材料、放射線発生源とＸ線検出器との距離、およびＸ線検出器の最大計数率などによって変化する指標である。例えば、一般的なシリコンドリフト型検出器の放射線受光部の面積は、数ｍｍ^２から数百ｍｍ^２であり、最大計数率は、数万ｃｐｓから数十万ｃｐｓである。一方、ＴＥＳの放射線受光部の面積は、一般的に１ｍｍ^２より小さく、最大計数率は、数百ｃｐｓから数千ｃｐｓである。
エネルギー分散型Ｘ線検出器では、一般に計数効率とエネルギー分解能はトレードオフの関係にある。シリコンドリフト型検出器等のＳｉ半導体検出器では、その検出器の能力の範囲内で計数回路の時定数を切替えることによって、エネルギー分解能優先か計数効率優先かを選択することもできる。高いエネルギー分解能を実現するためには、高い精度でＸ線検出器からの信号を取り出さなければならない。そのために、フィルターの時定数または１つの信号を切り出す時間などを長くする。その結果、必然的に計数効率は低くなる。逆に、計数効率を上げるために、フィルターの時定数を短くする方法または検出信号の情報を全て有効活用することなく、データ処理を高速化する方法が知られているが、これらの方法ではエネルギー分解能は劣化してしまう。また、検出素子を高計数効率の設計に合わせ、Ｘ線検出器の放射線受光部の面積または厚みを大きくするという方法もあるが、エネルギー分解能が多少なりとも犠牲になっている。

荷電粒子ビームが照射される試料のマッピングおよびバルク試料中の微量分析などでは、高い計数効率が望まれている。しかし、未知の試料に対してエネルギー分解能が１００ｅＶから２００ｅＶ程度のシリコンドリフト型検出器等を用いると、特性Ｘ線のエネルギーが近接した元素が存在する場合に元素の種類を判別できずに、計数効率は高くても定量分析の精度が低下するという問題がある。
このような問題に対して、従来、エネルギー分解能の高い分析装置であらかじめ定性分析した結果を基に、計数効率の高い分析装置で定量分析する方法が知られている（特許文献１参照）。エネルギー分解能の高い分析装置は、超伝導現象を利用することによって極めて高い分解能を実現できるＴＥＳおよびＳＴＪなどを用いる分析装置である。計数効率の高い分析装置は、シリコンドリフト型検出器などを用いる分析装置である。この方法では、計数効率の高い検出器とエネルギー分解能の高い検出器とを一体化、又は別々に設置し、それぞれの特徴を生かすように分析を行う。
また、従来、エネルギー分解能の高い超伝導Ｘ線検出器を用いて検出効率を改善する方法が知られている（非特許文献１参照）。超伝導Ｘ線検出器は、一般に検出面積が小さく、計数効率が低いので、この方法では、光学素子を用いて検出器上に集光することにより、検出面積が小さいことを補い、計数効率を向上させる。

特開２００２−７１５９１号公報

D. A. WOLLMAN、他５名、「High-resolution, energy-dispersive microcalorimeter spectrometer for X-ray microanalysis」、vol. 188, Pt 3, December 1997, pp.196-223

しかしながら、上述した従来技術のように２種類の検出器を一体化させる場合には、エネルギー分解能の高い測定を行うときに、計数効率の高い検出器に入射しているＸ線が無駄となり、計数効率の低い検出器の計数効率をさらに悪化させてしまう。また、２種類の検出器を別々に設置する場合には、２つの取付ポートを占有してしまい、他の分析装置の取り付けを困難とし、分析装置としての拡張性が犠牲になる。さらに、超伝導検出器の中でも計数効率が比較的高いＳＴＪとエネルギー分解能が比較的優れているＴＥＳを組み合わせて取り付ける場合には、２つの取付ポートの占有以外にも、複数の冷凍機が必要となり、装置構成に要する費用および設置スペースが嵩むという問題がある。
また、上述した従来技術のように光学素子を用いてＸ線を集光する場合には、検出素子の最大計数率は変わらないため、計数効率を向上させることができない虞がある。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複数の取付ポートを占有することなく、エネルギー分解能が高い検出と計数効率が高い検出とを実現可能なＸ線分析装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係るＸ線分析装置は、分析対象である試料を励起して特性Ｘ線を放出させる励起源と、前記試料から放出される前記特性Ｘ線を検出する複数の検出部と、前記試料から放出される前記特性Ｘ線を前記複数の検出部の少なくとも何れかに導く光学部材と、前記光学部材の光軸の軸方向における前記複数の検出部と前記光学部材との間の距離を変更する距離変更機構と、を備え、前記複数の検出部は、検出特性が異なる少なくとも第１検出部および第２検出部を備え、前記第１検出部は、前記第２検出部に比べて、相対的に計数効率よりもエネルギー分解能を優先させるように形成され、前記第２検出部は、前記第１検出部に比べて、相対的にエネルギー分解能よりも計数効率を優先させるように形成されている。

上記（１）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、光学部材と第１検出部および第２検出部との間の距離を変更する距離変更機構を備えるので、第１検出部および第２検出部において、特性Ｘ線が主に照射される領域を切り替えることができる。これにより、第１検出部および第２検出部の各々の検出特性に応じた分析を行うことができる。第１検出部によってエネルギー分解能を優先させる分析を行うことができ、第２検出部によって計数効率を優先させる分析を行うことができる。

（２）上記（１）に記載のＸ線分析装置では、前記第１検出部および前記第２検出部の何れか一方は相対的に前記光軸に近い位置に配置され、前記第１検出部および前記第２検出部の何れか他方は相対的に前記光軸から遠い位置に配置されてもよい。

上記（２）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、エネルギー分解能を優先させる第１検出部が光軸に近い位置に配置され、第１検出部と光学部材との間の距離が光学部材の焦点距離にほぼ一致する場合には、エネルギー分解能を優先させる分析を適正に行うことができる。また、計数効率を優先させる第２検出部が光軸に近い位置に配置され、第２検出部と光学部材との間の距離が光学部材の焦点距離にほぼ一致する場合には、微量分析などの計数効率を優先させる分析を適正に行なうことができる。

（３）上記（２）に記載のＸ線分析装置では、前記第２検出部は、前記第１検出部の周囲を取り囲むように配置されてもよい。
上記（３）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、光学部材を通過した特性Ｘ線が照射される領域は、光学部材からの距離によって変化するので、光学部材と第１検出部および第２検出部との間の距離を変更することによって、第１検出部および第２検出部において、特性Ｘ線が主に照射される領域を容易に切り替えることができる。

（４）上記（１）から（３）の何れか１つに記載のＸ線分析装置では、前記距離変更機構は、前記光学部材によって導かれる前記特性Ｘ線の照射領域が、前記第１検出部の有効検出領域に含まれるように前記距離を第１距離にする第１状態と、前記光学部材によって導かれる前記特性Ｘ線の照射領域が、少なくとも前記第２検出部の有効検出領域をほぼ含むように前記距離を第２距離にする第２状態と、を実現してもよい。

上記（４）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、第１状態においてエネルギー分解能を優先させる分析を行うことができ、第２状態において計数効率を優先させる分析を行うことができる。

（５）上記（１）から（４）の何れか１つに記載のＸ線分析装置では、前記複数の検出部による前記特性Ｘ線の検出に対するデッドタイムを取得するデッドタイム取得部を備え、前記距離変更機構は、前記デッドタイムを所定閾値未満に維持するように前記距離を変更してもよい。
上記（５）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、光学部材と第１検出部および第２検出部との間の距離を変更するだけで特性Ｘ線の検出に対するデッドタイムを容易に所定値未満に維持することができる。

（６）上記（１）から（４）の何れか１つに記載のＸ線分析装置では、前記複数の検出部による前記特性Ｘ線の検出信号の重なり頻度を取得する頻度取得部を備え、前記距離変更機構は、前記検出信号の重なり頻度を所定閾値未満に維持するように前記距離を変更してもよい。
上記（６）に記載の態様に係るＸ線分析装置によれば、光学部材と第１検出部および第２検出部との間の距離を変更するだけで特性Ｘ線の検出に対する検出信号の重なり頻度を容易に所定値未満に維持することができる。

本発明のＸ線分析装置によれば、光学部材と第１検出部および第２検出部との間の距離を変更する距離変更機構を備えるので、第１検出部および第２検出部において、特性Ｘ線が主に照射される領域を切り替えることができる。これにより、第１検出部および第２検出部の各々の検出特性に応じた分析を行うことができる。第１検出部によってエネルギー分解能を優先させる分析を行うことができ、第２検出部によって計数効率を優先させる分析を行うことができる。

本発明の実施形態に係るＸ線分析装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置における冷却部の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置の第１検出部および第２検出部をＸ線光学部材の光軸に沿った方向から見た平面図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置のＸ線検出器の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置のＸ線光学部材と第１検出部および第２検出部との相対位置の例を示す図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係るＸ線分析装置における第１Ｘ線光学部材および第２Ｘ線光学部材と第１検出部および第２検出部との相対位置の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るＸ線分析装置におけるＸ線光学部材と第１検出部および第２検出部との相対位置の例を示す図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係るＸ線分析装置におけるＸ線光学部材と第１検出部および第２検出部との相対位置の例を示す図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係るＸ線分析装置におけるＸ線光学部材と第１検出部および第２検出部との相対位置の例を示す図である。 本発明の実施形態の第４変形例に係るＸ線分析装置における第１検出部および第２検出部をＸ線光学部材の光軸に沿った方向から見た平面図である。 本発明の実施形態の第５変形例に係るＸ線分析装置における冷却部の構成を模式的に示す断面図であり、Ｘ線光学部材固定部と筒状部がスノートの一部として組み込まれた構成を示す図である。 本発明の実施形態の第６変形例に係るＸ線分析装置の第１検出部および第２検出部をＸ線光学部材の光軸に沿った方向から見た平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るＸ線析装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態のＸ線分析装置１０は、例えば、電子顕微鏡、イオン顕微鏡、Ｘ線顕微鏡、および蛍光Ｘ線分析装置などの組成分析装置として利用可能である。
Ｘ線分析装置１０は、図１および図２に示すように、分析対象である試料１１に電子線１２を照射することによって試料１１を励起する電子銃１４と、励起した試料１１から放出される特性Ｘ線１３を検出するＸ線検出器１５と、を備えている。

Ｘ線検出器１５は、例えばＸ線検出部としての超伝導転移端センサ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｅｄｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ＴＥＳ）から成る第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを備えている。
ＴＥＳは、超伝導体が有する超伝導転移を利用するものであり、Ｘ線の検出動作では、常伝導と超伝導の中間状態に動作点を保持する。これにより、Ｘ線１個がＴＥＳに吸収された場合、超伝導転移中に動作点を保持された状態において、例えば１００μＫの温度変動に対して数ｍΩの抵抗変化が得られ、μＡオーダーの放射線パルスを得ることができる。また、予めパルス波高値と放射線のエネルギーとの関係を求めたデータを記憶しておくことにより、未知エネルギーを有する放射線がＴＥＳに照射されても信号パルス波高値から入射した放射線のエネルギーを検出することができる。

第１検出部１６ａは、計数効率よりもエネルギー分解能を優先させるように形成されたＴＥＳによって構成されている。エネルギー分解能を優先させるように形成されたＴＥＳは、例えば、エネルギー分解能を優先させる材質などによって形成された検出素子を備え、検出素子の受光面積および厚さの少なくとも何れかが第２検出部１６ｂに比べて相対的に小さく形成されている。第２検出部１６ｂは、エネルギー分解能よりも計数効率を優先させるように形成されたＴＥＳによって構成されている。計数効率を優先させるように形成されたＴＥＳは、例えば、計数効率を優先させる材質などによって形成された検出素子を備え、検出素子の面積および厚さの少なくとも何れかが第１検出部１６ａに比べて相対的に大きく形成されている。

第１検出部１６ａは、例えば図３に示すように、第２検出部１６ｂによって周囲を取り囲まれるように配置されている。第１検出部１６ａは、例えば、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによって形成されるＸ線受光領域の中心部に配置された１つのＴＥＳによって構成されている。第１検出部１６ａは、Ｘ線光学部材３０の光軸Ｏを含む領域に配置されている。
第２検出部１６ｂは、第１検出部１６ａの周囲においてセグメント化された複数（例えば、４個）のＴＥＳによって構成されている。第２検出部１６ｂは、Ｘ線光学部材３０の光軸Ｏから離れた領域に配置されている。

Ｘ線分析装置１０は、図２に示すように、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを冷却する冷却部１７を備えている。
冷却部１７は、冷凍機本体１７ａと、冷凍機本体１７ａに装着された断熱構造を有するスノート１７ｂと、を備えている。コールドヘッド１８は、スノート１７ｂの内部に配置されている。第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂは、スノート１７ｂの内部においてコールドヘッド１８の先端に設置されている。
冷却部１７は、蛇腹状の部位を有する筒状部２０ａによって、チャンバー１９の１つの取付ポートに取り付けられている。外囲シールド２０、スノート１７ｂ、およびチャンバー１９の各々の内部は、ターボ分子ポンプまたは拡散ポンプなどにより真空排気されている。外囲シールド２０、スノート１７ｂ、およびチャンバー１９の内部の真空度は、例えば、１０^−３〜１０^−５Ｐａ程度である。

冷凍機本体１７ａは、例えば希釈冷凍機または断熱消磁冷凍機などである。希釈冷凍機はミキシングチャンバー内において濃厚相から希薄相へ３Ｈｅが溶け込む時のエンタルピー差を利用して冷却を行なう。断熱消磁冷凍機は磁性体に磁場を印加することでスピンの向きを揃えておき、磁場を除去する際にエントロピーが増大することで、磁性体に接続された物体を冷却する。

例えば希釈冷凍機である冷凍機本体１７ａは、外囲シールド２０と、第１熱シールド２１と、第２熱シールド２２と、第１ポット２３と、第２ポット２４と、分溜器（Ｓｔｉｌｌ）２５と、混合器（ミキシングチャンバー）２６と、ガス循環器２７と、予備冷却器２８と、を備えている。
外囲シールド２０、第１熱シールド２１、および第２熱シールド２２の各々の一部は、コールドヘッド１８を覆うように伸びる形状に形成されることによって、スノート１７ｂを構成している。
外囲シールド２０は、第１熱シールド２１を内部に収容している。第１熱シールド２１は、第２熱シールド２２を内部に収容している。
外囲シールド２０とチャンバー１９は、蛇腹状の部位を有する筒状部２０ａによって接続されている。筒状部２０ａは、後述する距離変更機構４２によって、冷凍機本体１７ａの全部、又は、性能を維持したまま移動が可能な一部とともにスノート１７ｂが移動させられる場合に伸縮する。

第１ポット２３は、外囲シールド２０の内部において第１熱シールド２１に設けられている。第２ポット２４は、第１熱シールド２１の内部において第２熱シールド２２に設けられている。分溜器２５および混合器２６は、第２熱シールド２２の内部に収容されている。混合器２６にはコールドヘッド１８が接続されている。
ガス循環器２７は、外囲シールド２０の外部に配置されている。ガス循環器２７は、外囲シールド２０の内部に配置されるガス循環流路２７ａに接続され、ガス循環流路２７ａにおいて３Ｈｅを循環させる。ガス循環流路２７ａには、第１ポット２３、第２ポット２４、分溜器２５、および混合器２６が接続されている。
予備冷却器２８は、外囲シールド２０の外部に配置されている。予備冷却器２８は、第１ポット２３および第２ポット２４に接続されている。予備冷却器２８は、例えば、ＧＭ冷凍機などの機械式冷凍機である。

第１ポット２３は、予備冷却器２８によって、例えば２０Ｋ程度までに冷却される。第１ポット２３は、第１熱シールド２１を冷却する。
第２ポット２４は、予備冷却器２８によって、例えば１Ｋ程度までに冷却される。第２ポット２４は、第２熱シールド２２を冷却する。
第１ポット２３および第２ポット２４は、ガス循環流路２７ａの３Ｈｅを液化する。
分溜器２５は、希薄相にある３Ｈｅを蒸発（分溜）させる。分溜器２５は、例えば１Ｋ未満の０．７Ｋ程度に保たれる。
混合器２６は、３Ｈｅを濃厚相から希薄相へ移動させる。混合器２６は、例えば１００ｍＫ程度に保たれる。混合器２６は、コールドヘッド１８を１００ｍＫ近傍まで冷却する。
なお、外囲シールド２０の温度は、雰囲気温度（例えば、室温である２７℃など）である。

試料１１から放出された特性Ｘ線１３を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに向かって通過させるＸ線光学部材３０は、Ｘ線光学部材固定部３０ａによって支持されている。Ｘ線光学部材固定部３０ａは、チャンバー１９に固定されている。Ｘ線光学部材３０は、例えば、特性Ｘ線１３を通過させる貫通孔が設けられたキャピラリーである。キャピラリーの材質は、非金属または金属であり、例えば、複数のガラス細管によって構成されている。Ｘ線光学部材３０は、試料１１から放出された特性Ｘ線１３を、所定の焦点距離および焦点径で集光させる機能を有している。Ｘ線光学部材３０は、例えば、特性Ｘ線１３の屈折または反射などによって特性Ｘ線１３を集光させてもよい。

スノート１７ｂにおいて、外囲シールド２０は、筒状部２０ａと第１熱シールド２１との間に配置されている。外囲シールド２０は、試料１１から放出された特性Ｘ線１３を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに到達させるための外囲Ｘ線窓３１を備えている。外囲Ｘ線窓３１は、例えば、積層されたアルミニウム膜および絶縁膜を備えている。
スノート１７ｂにおいて、第１熱シールド２１は、外囲シールド２０と第２熱シールド２２との間に設置されている。第１熱シールド２１は、試料１１から放出された特性Ｘ線１３を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに到達させるための第１Ｘ線窓３２を備えている。第１Ｘ線窓３２は、例えば、積層されたアルミニウム膜および絶縁膜を備えている。
スノート１７ｂにおいて、第２熱シールド２２は、第１熱シールド２１とコールドヘッド１８との間に設置されている。第２熱シールド２２は、試料１１から放出された特性Ｘ線１３を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに到達させるための第２Ｘ線窓３３を備えている。第２Ｘ線窓３３は、積層されたアルミニウム膜および絶縁膜を備えている。
スノート１７ｂにおいて、第１熱シールド２１および第２熱シールド２２は、コールドヘッド１８に対して、試料１１から放出された特性Ｘ線１３を透過させるとともに、外囲シールド２０からの熱輻射を遮蔽する。

Ｘ線分析装置１０は、図１に示すように、処理部４１と、冷凍機本体１７ａの全部、又は、性能を維持したまま移動が可能な一部とともにスノート１７ｂの位置を移動させる距離変更機構４２と、駆動部４３と、制御部４４と、を備える。
処理部４１は、例えば、図３に示すような第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの複数のＴＥＳ毎に複数設けられる。また、処理部４１は、例えば、複数のＴＥＳからの信号を多重化（マルチプレクス）して処理する。処理部４１における複数のＴＥＳの信号の多重化は、例えば、時分割多重化、周波数多重化、コード（符号）多重化、および共振を用いる多重化などの何れかである。
Ｘ線検出部にＴＥＳを用いるＸ線検出器１５の一般的な構成は、例えば、図４に示すように、センサ回路部５１と、バイアス電流源５２と、電流検出機構５３と、温度計５４と、を備えている。ＴＥＳは、放射線を受けると放射線のエネルギーを温度変化として検出し、この温度変化を電流信号として出力する。センサ回路部５１は、ＴＥＳに接続されている。バイアス電流源５２は、センサ回路部５１を疑似的に定電圧駆動させるための電流をセンサ回路部５１に流す。電流検出機構５３は、ＴＥＳに流れる電流を検出する。温度計５４は、コールドヘッド１８の内部またはコールドヘッド１８の先端部に設けられたセンサ回路部５１を設置するための台座（図示略）の内部に組み込まれ、ＴＥＳが設置されるコールドヘッド１８または台座の温度を測定する。温度計５４から出力される温度の信号は、コールドヘッド１８または台座の温度を一定に保持する処理、およびＴＥＳの検出感度補正などの処理に用いられる。

センサ回路部５１は、ＴＥＳよりも小さい抵抗値を有するとともにＴＥＳと並列に接続されたシャント抵抗６１と、ＴＥＳに直列に接続されたインプットコイル６２と、を備えている。センサ回路部５１では、バイアス電流源５２からバイアス電流が流されると、シャント抵抗６１の抵抗値とＴＥＳの抵抗値との抵抗比で電流が分岐される。すなわち、シャント抵抗６１に流れる電流とシャント抵抗６１の抵抗値で決まる電圧とにより、ＴＥＳの電圧値が決定される。

電流検出機構５３は、ＳＱＵＩＤアンプ６３と、ＳＱＵＩＤアンプ６３から出力された電気信号を増幅・整形処理するための室温アンプ６４と、を備えている。なお、電流検出機構５３として、インプットコイル６２を利用したＳＱＵＩＤアンプ６３と室温アンプ６４とを用いているが、ＴＥＳに流れる電流の変化を検出可能であれば他の構成を採用しても構わない。室温アンプ６４から出力される信号は、信号パルスの波高値（電圧値）を得てエネルギースペクトルを生成する波高分析器（図示略）などに入力される。

距離変更機構４２は、駆動部４３から出力される駆動力または操作者が操作入力する駆動力によって、Ｘ線光学部材３０と第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂとの間の距離を変更するように、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを移動させる。距離変更機構４２は、例えば、ラック・ピニオン機構、リニアモータ機構、またはボールねじ機構などを備えている。距離変更機構４２は、試料１１から放出される特性Ｘ線１３の所定の放出方向において、Ｘ線光学部材３０に対して第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを前後に移動させる。距離変更機構４２は、特性Ｘ線１３を所定の焦点距離および焦点径で集光させるＸ線光学部材３０に対して、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの相対距離を変化させることによって、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂにおける特性Ｘ線１３の照射領域を変化させる。

距離変更機構４２は、例えば図５に示すように、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を第１距離Ｌ１に設定する第１状態においては、特性Ｘ線１３の照射領域を第１検出部１６ａの有効検出領域にほぼ一致させる。距離変更機構４２は、第１状態において、Ｘ線光学部材３０により集光された特性Ｘ線１３の焦点径を、第１検出部１６ａの外形寸法にほぼ一致させる。距離変更機構４２は、第１状態において、計数効率よりもエネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａに特性Ｘ線１３を集光させる。
また、距離変更機構４２は、例えば、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を第２距離Ｌ２（＜第１距離Ｌ１）に設定する第２状態においては、特性Ｘ線１３の照射領域を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの有効検出領域にほぼ一致させる。距離変更機構４２は、第２状態において、Ｘ線光学部材３０により集光された特性Ｘ線１３の焦点径を、第２検出部１６ｂの外形寸法にほぼ一致させる。距離変更機構４２は、第２状態において、エネルギー分解能よりも計数効率を優先させる第２検出部１６ｂの少なくとも全体に特性Ｘ線１３を集光させる。

駆動部４３は、例えばモータなどを備えている。駆動部４３は、距離変更機構４２を駆動する駆動力を発生する。
制御部４４は、Ｘ線分析装置１０を統括的に制御する。制御部４４は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ、およびデータを一時的に記憶するＲＡＭなどを備えている。
制御部４４は、処理部４１から出力される信号を用いて、例えば、エネルギースペクトルを生成する波高分析器（図示略）およびエネルギースペクトルを表示するスペクトル表示部（図示略）などの動作を制御する。

制御部４４は、例えば、距離変更機構４２の動作に対する操作者の直接的な指示、予め記憶している所定の分析処理動作、並びに第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによるＸ線検出の状態などに応じて、距離変更機構４２および駆動部４３を制御する。制御部４４は、例えば、スイッチなどの操作部材を操作することによって操作者が入力する指示に応じて距離変更機構４２を制御し、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる。また、制御部４４は、例えば、予め設定されている所定の分析処理動作の流れに従って、自動的に距離変更機構４２を制御し、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる。制御部４４は、例えば、予め記憶している制御データに基づいて、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによって得られるエネルギー分解能および計数効率を適宜に変化させる。予め記憶している制御データは、例えば、距離変更機構４２により変更可能な距離と、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによって得られるエネルギー分解能および計数効率との相関関係を示すデータなどである。制御部４４は、予め記憶している制御データに基づき、分析処理の目的に応じて距離変更機構４２によって距離を変更することで、エネルギー分解能および計数効率を段階的または連続的に自動的に変化させる。

また、制御部４４は、例えば、処理部４１から出力される信号に基づいて、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによるＸ線検出のデッドタイムを取得する。制御部４４は、Ｘ線検出のデッドタイムを所定閾値未満に維持するように、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる。また、制御部４４は、例えば、処理部４１から出力される信号に基づいて、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによるＸ線検出の検出信号の重なり頻度を取得する。制御部４４は、検出信号の重なり頻度を所定閾値未満に維持するように、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる。

以下に、上述した実施形態のＸ線分析装置１０の動作について説明する。
Ｘ線分析装置１０は、例えば、３つの異なる分析処理動作を実行する。３つの分析処理動作は、低エネルギー分析、高速分析、および微量分析である。

低エネルギー分析は、低加速電圧の電子線１２を試料１１に照射することによって、試料１１の表面近傍の微小領域の分析または微小パーティクルの分析などを行う。低加速電圧の電子線１２の照射で発生する特性Ｘ線１３の分析では、多くの元素のスペクトルが密集するため、高いエネルギー分解能が必要となる。さらに、分析の分解能の向上やサンプルダメージの低減などの理由で、低電流の電子線１２を用いた分析が必要な場合も多い。低電流の電子線１２を用いた分析では、発生する特性Ｘ線が少なくなる。低エネルギー分析の場合、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が図３に示すような場合、制御部４４は、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離が第１距離Ｌ１になるように距離変更機構４２を制御する。これにより制御部４４は、低エネルギー分析において、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａに特性Ｘ線１３を集光させる。なお、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が後述する図１２に示すような場合、制御部４４は、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離が第２距離Ｌ２になるように距離変更機構４２を制御する。これにより制御部４４は、低エネルギー分析において、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａの少なくとも全体に特性Ｘ線１３を集光させる。これにより制御部４４は、Ｘ線量が少ない低エネルギー分析において、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａに特性Ｘ線１３を集光させる。

高速分析は、例えば定量分析およびマッピングなどのように、高いカウントレートで特性Ｘ線１３を測定することによって分析を行う。高速分析の場合、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が図３に示すような場合、制御部４４は、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離が第２距離Ｌ２になるように距離変更機構４２を制御する。これにより制御部４４は、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂの少なくとも全体に特性Ｘ線１３を集光させる。なお、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が後述する図１２に示すような場合、制御部４４は、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離が第１距離Ｌ１になるように距離変更機構４２を制御する。これにより制御部４４は、高速分析において、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂに特性Ｘ線１３を集光させる。

微量分析は、例えば微量であるために主元素のスペクトルに隠れてしまう元素が存在する場合の分析である。微量分析の場合、制御部４４は、分析結果の定量精度を向上させて、定量対象の見落としが生じることを防ぐために、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの全体、または少なくとも各々の一部に特性Ｘ線１３を集光させる。制御部４４は、例えば、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が図３または後述する図１２に示すような場合、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離が第２距離Ｌ２になるように距離変更機構４２を制御する。
微量分析の場合、制御部４４は、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂを同時、または順次に用いて測定を行ってもよい。制御部４４は、例えば、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａによる高エネルギー分解能の分析結果を基に、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂによる高計数効率の分析結果の定量精度を向上させてもよい。第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が図３に示すような場合、制御部４４は、先ずＸ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を第１距離Ｌ１に設定して定性分析を行い、次に、第２距離Ｌ２に設定して定量分析を行ってもよい。また、第１検出部１６ａと第２検出部１６ｂの配置が後述する図１２に示すような場合、制御部４４は、先ず、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を、第２距離Ｌ２に設定して定性分析を行い、次に、第１距離Ｌ１に設定して定量分析を行ってもよい。

上述したように、本実施形態によるＸ線分析装置１０によれば、Ｘ線光学部材３０と第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂとの間の距離を変更する距離変更機構４２を備えるので、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂにおいて、特性Ｘ線１３が主に照射される領域を切り替えることができる。これにより、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの各々の検出特性に応じた分析を行うことができる。第１検出部１６ａによってエネルギー分解能を優先させる分析を行うことができ、第２検出部１６ｂによって計数効率を優先させる分析を行うことができる。また、チャンバー１９の１つの取付ポートにおいて、検出特性が異なる第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂによって異なる分析を行うことができ、装置構成に要する費用が嵩むことを防ぎ、装置が大型化することを防ぐことができる。

以下に、上述した実施形態の変形例について説明する。

上述した実施形態においてＸ線分析装置１０は、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる距離変更機構４２を備えるとしたが、これに限定されない。
上述した実施形態の第１変形例において、距離変更機構４２の代わりに、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに対するＸ線光学部材３０の距離を変化させる距離変更機構７２を備えてもよい。例えば図６に示す第１変形例のＸ線分析装置１０は、Ｘ線光学部材３０としての第１Ｘ線光学部材７３ａおよび第２Ｘ線光学部材７３ｂと、第２Ｘ線光学部材７３ｂを移動させる距離変更機構７２と、を備えている。第１Ｘ線光学部材７３ａおよび第２Ｘ線光学部材７３ｂは、相互の光軸を同軸にするように配置されている。第１Ｘ線光学部材７３ａは、特性Ｘ線１３を放出する試料１１に対して一定の距離をおいてＸ線光学部材固定部３０ａの先端部に固定されている。第１Ｘ線光学部材７３ａは、ポイント−パラレル（point to parallel）の光学部材であり、試料１１から放射状に放出される複数の特性Ｘ線１３を平行化して第２Ｘ線光学部材７３ｂに向かって放出する。第２Ｘ線光学部材７３ｂは、第１Ｘ線光学部材７３ａとスノート１７ｂの内部の第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂとの間に配置され、距離変更機構７２に接続されている。距離変更機構７２は、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに対する第２Ｘ線光学部材７３ｂの距離を変更する。第２Ｘ線光学部材７３ｂは、パラレル−ポイント（parallel to point）の光学部材であり、第１Ｘ線光学部材７３ａから平行に放出される複数の特性Ｘ線１３をＸ線検出器１５に向かって集束させる。第２Ｘ線光学部材７３ｂからの特性Ｘ線１３の焦点径は、距離変更機構７２によって変更される。距離変更機構７２は、第１状態においては、特性Ｘ線１３の照射領域を第１検出部１６ａの有効検出領域にほぼ一致させる。距離変更機構７２は、第２状態においては、特性Ｘ線１３の照射領域を第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの有効検出領域にほぼ一致させる。

また、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの距離を変化させる距離変更機構４２に加えて、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに対するＸ線光学部材３０の距離を変化させる距離変更機構７２をさらに備えてもよい。この場合には、Ｘ線光学部材３０の位置と、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの位置とを、各々に変化させてもよい。

また、上述した実施形態において距離変更機構４２は、駆動部４３を備えるとしたが、これに限定されない。
駆動部４３の代わりに、予め設定された２つまたは３つ以上の位置に操作者の手動により第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを移動させることによって、Ｘ線光学部材３０と第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂとの間の距離を変更させる操作部を設けてもよい。また、上述した距離変更機構７２は、モータなどを有する駆動部、または操作者の手動を受け付ける操作部を備えてもよい。

上述した実施形態においてＸ線分析装置１０は、図７に示すように、Ｘ線光学部材３０に対する第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの光軸Ｏの軸方向での相対距離を同一としたが、これに限定されない。
第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂは、Ｘ線光学部材３０の光軸Ｏの軸方向において相互にずれた位置に配置されてもよい。この場合、Ｘ線光学部材３０の焦点距離に近い方の検出素子の大きさを、同じ有効面積を確保しながら、上述した実施形態に比べてより小さくすることができる。

上述した実施形態の第２変形例において、第２検出部１６ｂは、図８に示すように、第１検出部１６ａよりも光軸Ｏの軸方向で所定距離ＬａだけＸ線光学部材３０に近い位置に配置されている。この第２変形例において、光軸Ｏから離れて配置される第２検出部１６ｂは、光軸Ｏ上に配置される第１検出部１６ａに対するコリメータとして作用する。この場合、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａと、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂとの間に、特性Ｘ線１３に対する感度がない領域が存在する場合であっても、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに入射する特性Ｘ線１３の総量を、上述した実施形態と等しくすることができる。
この第２変形例によれば、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂの各々に対する配線スペースを確保し易くすることができる。

また、上述した実施形態の第３変形例において、第２検出部１６ｂは、図９に示すように、第１検出部１６ａよりも光軸Ｏの軸方向で所定距離ＬｂだけＸ線光学部材３０から遠い位置に配置されている。この第３変形例において、光軸Ｏ上に配置される第１検出部１６ａは、第２検出部１６ｂに対するマスクとして作用する。この場合、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂに入射する特性Ｘ線１３の総量を、上述した実施形態と等しく維持しながら、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂの検出有効面積を、上述した実施形態よりも小さくすることができる。
この第３変形例によれば、第２検出部１６ｂの中央部（つまり、光軸Ｏを含む所定範囲の領域）に第１検出部１６ａを配置するためのスペースを設ける必要を無くすことができる。また、大きさ及び性能の異なるＸ線検出器を光軸Ｏに沿って重ねて配置してもよい。

上述した実施形態のＸ線分析装置１０においてＸ線検出器１５は、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを備えるとしたが、これに限定されない。
上述した実施形態の第４変形例において、Ｘ線検出器１５は、検出特性が異なる３つ以上の検出部を備えてもよい。上述した実施形態の第４変形例において、Ｘ線検出器１５は、図１０に示すように、Ｘ線光学部材３０の光軸Ｏ上に配置される第１検出部１６ａと、第１検出部１６ａの周囲を取り囲む第２検出部１６ｂと、第２検出部１６ｂの周囲を取り囲む第３検出部１６ｃとを備える。第３検出部１６ｃは、第２検出部１６ｂの周囲においてセグメント化された複数（例えば、１２個）のＴＥＳによって構成されている。第３検出部１６ｃは、第２検出部１６ｂに比べて、より一層、エネルギー分解能よりも計数効率を優先させるように形成されたＴＥＳによって構成されている。

上述した実施形態のＸ線分析装置１０において、外囲シールド２０がコールドヘッド１８を覆うように伸びる形状に形成されることによって、スノート１７ｂの一部を構成しているとしたが、これに限定されない。
実施形態の第５変形例において、図１１に示すように、外囲シールド２０の延長部分は、蛇腹状の筒状部２０ａを構成し、外囲Ｘ線窓３１が省略されてもよい。第５変形例において、第１熱シールド２１、および第２熱シールド２２の各々の一部は、コールドヘッド１８を覆うように伸びる形状に形成されることによって、スノート１７ｂを構成している。

上述した実施形態のＸ線分析装置１０において第１検出部１６ａは、第２検出部１６ｂによって周囲を取り囲まれるように配置されているとしたが、これに限定されない。
実施形態の第６変形例において、第２検出部１６ｂは、図１２に示すように、第１検出部１６ａによって周囲を取り囲まれるように配置されてもよい。第２検出部１６ｂは、例えば、中心部に配置された１つのＴＥＳによって構成されている。第１検出部１６ａは、第２検出部１６ｂの周囲においてセグメント化された複数（例えば、１２個）のＴＥＳによって構成されている。
この第６変形例において、第２検出部１６ｂとＸ線光学部材３０との間の距離がＸ線光学部材３０の焦点距離にほぼ一致する場合には、高速分析などの計数効率を優先させる分析を適正に行なうことができる。

以下に、他の変形例について説明する。
上述した実施形態のＸ線分析装置１０において、Ｘ線検出器１５の第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂを、超伝導転移端センサ（ＴＥＳ）から成るとしたが、これに限定されない。
上述した実施形態の変形例に係るＸ線分析装置１０のＸ線検出器１５は、例えば、シリコンドリフト型検出器、ＳＴＪ、ＳＳＰＤ、ＳＳＬＤ、およびＭＫＩＤなどの他のエネルギー分散型Ｘ線検出器によって構成されてもよい。
また、Ｘ線検出器１５は、例えば、シリコンドリフト型検出器、ＴＥＳ，ＳＴＪ、ＳＳＰＤ、ＳＳＬＤ、およびＭＫＩＤなどの検出特性が異なる複数のエネルギー分散型Ｘ線検出器の適宜の組み合わせによって構成されてもよい。Ｘ線検出器１５は、例えば、エネルギー分解能を優先させる第１検出部１６ａがＴＥＳによって形成され、計数効率を優先させる第２検出部１６ｂがシリコンドリフト型検出器またはＳＴＪなどによって形成されてもよい。

上述した実施形態においてＸ線分析装置１０は、２つの第１Ｘ線窓３２および第２Ｘ線窓３３を備えるとしたが、これに限定されない。
上述した実施形態の変形例に係るＸ線分析装置１０において、上述した実施形態のＸ線分析装置１０における第１Ｘ線窓３２が省略されてもよい。この変形例において、第１熱シールド２１、第１ポット２３、および第１Ｘ線窓３２は省略されてもよい。
この変形例によれば、第２ポット２４の冷却出力が第２Ｘ線窓３３の温度Ｔ２を１Ｋ〜５Ｋに保持することができる程度に十分であれば、第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂのＴＥＳを熱的に安定動作させながら、Ｘ線分析装置１０の装置構成を簡略化することができる。

上述した実施形態においてＸ線分析装置１０は、２つの第１Ｘ線窓３２および第２Ｘ線窓３３を備えるとしたが、これに限定されない。２つよりも多い数（例えば、３つなど）のＸ線窓を備えてもよい。
この変形例によれば、分析対象である試料１１の周囲の雰囲気温度から第１検出部１６ａおよび第２検出部１６ｂのＴＥＳに向かって多数のＸ線窓によって段階的に温度を低下させることにより、熱輻射によるＴＥＳの温度上昇を、より安定的に防止し、所望の動作特性を、より安定的に確保することができる。

上述した実施形態においてＸ線分析装置１０は、ＴＥＳ、コールドヘッド１８、または台座（図示略）などに固定されたコリメータを備えてもよい。さらに、コリメータにＸ線窓が設けられてもよい。

上述した実施形態において冷凍機本体１７ａおよび予備冷却器２８は、例えば、スターリング冷凍機およびパルスチューブ冷凍機などの機械式の冷凍機、もしくは、液体ヘリウムまたは減圧した３Ｈｅなどの冷媒を用いた冷凍機などであってもよい。

なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

１１…試料、１２…電子線、１３…特性Ｘ線、１４…電子銃、１５…Ｘ線検出器、１６ａ…第１検出部、１６ｂ…第２検出部、１７…冷却部、１７ａ…冷凍機本体、１７ｂ…スノート、１８…コールドヘッド、１９…チャンバー、２０…外囲シールド、２１…第１熱シールド、２２…第２熱シールド、２３…第１ポット、２４…第２ポット、２５…分溜器（Ｓｔｉｌｌ）、２６…混合器（ミキシングチャンバー）、２７…ガス循環器、２７ａ…ガス循環流路、２８…予備冷却器、３０…Ｘ線光学部材、３０ａ…Ｘ線光学部材固定部、３１…外囲Ｘ線窓、３２…第１Ｘ線窓、３３…第２Ｘ線窓、４１…処理部、４２…距離変更機構、４３…駆動部、４４…制御部、５１…センサ回路部、５２…バイアス電流源、５３…電流検出機構、５４…温度計、７２…距離変更機構

Claims (6)

1. 分析対象である試料を励起して特性Ｘ線を放出させる励起源と、
   前記試料から放出される前記特性Ｘ線を検出する複数の検出部と、
   前記試料から放出される前記特性Ｘ線を前記複数の検出部の少なくとも何れかに導く光学部材と、
   前記光学部材の光軸の軸方向における前記複数の検出部と前記光学部材との間の距離を変更する距離変更機構と、
   を備え、
   前記複数の検出部は、検出特性が異なる少なくとも第１検出部および第２検出部を備え、
   前記第１検出部は、前記第２検出部に比べて、相対的に計数効率よりもエネルギー分解能を優先させるように形成され、
   前記第２検出部は、前記第１検出部に比べて、相対的にエネルギー分解能よりも計数効率を優先させるように形成されている、
   ことを特徴とするＸ線分析装置。
2. 前記第１検出部および前記第２検出部の何れか一方は相対的に前記光軸に近い位置に配置され、前記第１検出部および前記第２検出部の何れか他方は相対的に前記光軸から遠い位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線分析装置。
3. 前記第２検出部は、前記第１検出部の周囲を取り囲むように配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線分析装置。
4. 前記距離変更機構は、
   前記光学部材によって導かれる前記特性Ｘ線の照射領域が、前記第１検出部の有効検出領域に含まれるように前記距離を第１距離にする第１状態と、
   前記光学部材によって導かれる前記特性Ｘ線の照射領域が、少なくとも前記第２検出部の有効検出領域をほぼ含むように前記距離を第２距離にする第２状態と、
   を実現する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載のＸ線分析装置。
5. 前記複数の検出部による前記特性Ｘ線の検出に対するデッドタイムを取得するデッドタイム取得部を備え、
   前記距離変更機構は、前記デッドタイムを所定閾値未満に維持するように前記距離を変更する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載のＸ線分析装置。
6. 前記複数の検出部による前記特性Ｘ線の検出信号の重なり頻度を取得する頻度取得部を備え、
   前記距離変更機構は、前記検出信号の重なり頻度を所定閾値未満に維持するように前記距離を変更する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載のＸ線分析装置。

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