JP2020201115A - エネルギー分散型蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を容易に最適化することができるエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】Ｘ線源４が、試料に励起Ｘ線を照射する。検出器５は、Ｘ線源４に対して相対位置が一定に保たれた状態で配置され、励起Ｘ線が照射された試料から生じる蛍光Ｘ線を検出する。角度調整機構８は、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料の角度を調整する。Ｘ線源４及び検出器５の相対位置が一定に保たれた状態のまま、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料の角度を角度調整機構８で調整することにより、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を容易に最適化することができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、試料に励起Ｘ線を照射し、励起Ｘ線が照射された試料から生じる蛍光Ｘ線を検出することにより試料の分析を行うエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に関するものである。

蛍光Ｘ線分析装置の一例であるエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置には、試料に励起Ｘ線を照射するＸ線源と、励起Ｘ線が照射された試料から生じる蛍光Ｘ線を検出する検出器とが備えられている（例えば、下記特許文献１参照）。Ｘ線源及び検出器は、それぞれ試料に垂直な方向に対して傾斜した状態で配置される。すなわち、試料には、当該試料に垂直な方向に対して傾斜した方向から、Ｘ線源により励起Ｘ線が照射される。また、試料から発生する蛍光Ｘ線のうち、当該試料に垂直な方向に対して傾斜した方向に向かう蛍光Ｘ線が、検出器により検出される。

この種の蛍光Ｘ線分析装置において、試料を高感度で分析するためには、試料に対するＸ線源及び検出器の光学的配置を最適化する必要がある。具体的には、Ｘ線源からの励起Ｘ線が検出器に直接入射しないように、試料に対するＸ線源及び検出器の角度をそれぞれ調整した上で、試料に対するＸ線源の距離、及び、試料に対する検出器の距離を可能な限り近付けることにより、試料から発生する蛍光Ｘ線の検出強度を最大化することが可能である。

特開２００７−２２５４６９号公報

上記のような蛍光Ｘ線分析装置を用いて試料に含まれる元素を分析する場合、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源及び検出器の最適な光学的配置が異なる。

例えば軽元素を分析する場合、試料の深い位置で生じた蛍光Ｘ線は、検出器に向かうまでに試料自体により減衰され、検出器まで到達しない。そのため、軽元素を分析する場合には、検出器で検出される蛍光Ｘ線のほとんどが、試料表面で生じた蛍光Ｘ線となる。

この場合、検出器は、試料に垂直な方向に対する傾斜角度が可能な限り小さく、かつ、試料に近付けた状態で配置されることにより、試料からの蛍光Ｘ線を高感度で検出することができる。このように検出器を試料に近付けた場合、Ｘ線源は、試料に垂直な方向に対して大きな傾斜角度で配置し、試料と検出器との隙間から試料に対して斜めに励起Ｘ線を照射する必要がある。その場合であっても、軽元素においては試料の深い位置まで蛍光Ｘ線を到達させることが重要視されないため、試料表面の広範囲に励起Ｘ線が照射されれば、試料表面で生じた蛍光Ｘ線を高感度で検出することが可能である。

一方、中重元素を分析する場合には、試料の深い位置（例えば試料表面に対して数ｍｍ〜１０数ｍｍの深さ）で生じた蛍光Ｘ線も、試料自体により大きく減衰されることなく、検出器まで到達する。そのため、中重元素においては、試料に対する検出器の距離を短く保ちつつ、試料に垂直な方向に対するＸ線源の傾斜角度を小さくすることにより、試料の深い位置まで励起Ｘ線を入射させた方が、検出器に到達する蛍光Ｘ線が増加し、感度が高くなる。

一般的なエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置では、試料に対するＸ線源及び検出器の位置が固定されており、分析対象となる元素が異なる場合であっても、Ｘ線源及び検出器の光学的配置は常に一定である。そのため、軽元素又は中重元素のいずれか一方に対してのみ感度が高い光学的配置、あるいは、感度は多少低くても軽元素から中重元素まで幅広く分析できる光学的配置のいずれかが採用されている。

そこで、Ｘ線源及び検出器をそれぞれ個別に移動できるような構成を採用することが考えられる。この場合、軽元素に対して感度が高い光学的配置、又は、中重元素に対して感度が高い光学的配置のいずれかに、Ｘ線源及び検出器の位置をそれぞれ任意に調整することができる。しかしながら、Ｘ線源及び検出器が個別に移動するため、それぞれの位置関係を最適に設定することが容易ではなく、再現性の観点からも好ましくない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を容易に最適化することができるエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源と、検出器と、角度調整機構とを備える。前記Ｘ線源は、試料に励起Ｘ線を照射する。前記検出器は、前記Ｘ線源に対して相対位置が一定に保たれた状態で配置され、励起Ｘ線が照射された試料から生じる蛍光Ｘ線を検出する。前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を調整する。

このような構成によれば、Ｘ線源及び検出器の相対位置が一定に保たれた状態のまま、角度調整機構により、Ｘ線源及び検出器に対する試料の角度を調整することができる。これにより、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源及び検出器に対する試料の角度を調整し、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を最適化することができる。また、Ｘ線源及び検出器の位置を個別に調整するような構成とは異なり、Ｘ線源及び検出器の相対位置が一定に保たれているため、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を容易に最適化することができる。

（２）前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器の位置が固定された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を変化させてもよい。

このような構成によれば、固定されたＸ線源及び検出器に対して、試料の角度を変化させるだけの簡単な構成で、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を最適化することができる。

（３）この場合、前記エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置は、前記角度調整機構により試料の角度を変化させるときに試料が滑るのを防止するためのストッパをさらに備えていてもよい。

このような構成によれば、試料の角度を変化させたときに、試料が滑って位置がずれるのを防止することができるため、より良好に分析を行うことができる。

（４）前記角度調整機構は、試料の位置が固定された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器の互いの相対位置を一定に保ったまま、試料に対する前記Ｘ線源及び前記検出器の角度を変化させてもよい。

このような構成によれば、固定された試料に対して、Ｘ線源及び検出器の角度を一体的に変化させるだけの簡単な構成で、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を最適化することができる。

（５）前記角度調整機構による角度の調整に伴い、試料中に入射する励起Ｘ線の深さが浅くなるほど、試料に垂直な方向に対する前記検出器の角度が小さくなることが好ましい。

このような構成によれば、試料中に入射する励起Ｘ線の深さと、試料に垂直な方向に対する検出器の角度との関係を、分析対象となる元素に応じて最適化することができる。例えば、分析対象が軽元素である場合には、試料中に入射する励起Ｘ線の深さが浅く、試料に垂直な方向に対する検出器の角度が小さくなるように、角度調整機構により角度の調整を行うことが好ましい。一方、分析対象が中重元素である場合には、試料中に入射する励起Ｘ線の深さが深く、試料に垂直な方向に対する検出器の角度が大きくなるように、角度調整機構により角度の調整を行うことが好ましい。

（６）前記エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置は、分析対象となる元素の入力を受け付ける入力受付部をさらに備えていてもよい。この場合、前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を、前記入力受付部により入力が受け付けられた元素に応じた角度に調整してもよい。

このような構成によれば、分析対象となる元素を入力することにより、Ｘ線源及び検出器に対する試料の角度が、その元素に応じた適切な角度に調整される。したがって、Ｘ線源及び検出器の光学的配置をさらに容易に最適化することができる。

（７）前記エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置は、予備測定処理部をさらに備えていてもよい。前記予備測定処理部は、前記角度調整機構による角度の調整前に、前記Ｘ線源から試料に励起Ｘ線を照射し、試料からの蛍光Ｘ線を前記検出器で検出することにより、試料に含まれる元素を判別する。この場合、前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を、前記予備測定により試料に含まれると判別された元素に応じた角度に調整してもよい。

このような構成によれば、予備測定により試料に含まれる元素が判別され、Ｘ線源及び検出器に対する試料の角度が、その元素に応じた適切な角度に調整される。したがって、Ｘ線源及び検出器の光学的配置をさらに容易に最適化することができる。

本発明によれば、Ｘ線源及び検出器の相対位置が一定に保たれた状態のまま、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源及び検出器に対する試料の角度を角度調整機構で調整することにより、Ｘ線源及び検出器の光学的配置を容易に最適化することができる。

本発明の一実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置の構成例を示した概略図である。 試料の設置態様を具体的に示した断面図である。 蛍光Ｘ線分析装置の電気的構成の一例を示したブロック図である。 角度調整機構による角度調整の一例について説明するための概略図である。 角度調整機構による角度調整の一例について説明するための概略図である。 角度調整機構による角度調整の第１変形例について説明するための概略図である。 角度調整機構による角度調整の第２変形例について説明するための概略図である。 本発明の別実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置の電気的構成の一例を示したブロック図である。

１．蛍光Ｘ線分析装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置１の構成例を示した概略図である。この蛍光Ｘ線分析装置１は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置であり、筐体２、蓋部材３、Ｘ線源４及び検出器５などを備えている。

筐体２は、中空状であって、下方に向かうにつれて先細るテーパー状に形成されている。筐体２は、水平板２１、第１傾斜板２２及び第２傾斜板２３を備えている。水平板２１は、水平方向に沿って延びている。水平板２１には、その中央部を上下方向に貫通する開口部２ａが形成されている。第１傾斜板２２は、水平板２１の一端部の下面から下方側に延びており、かつ、水平板２１に対して傾斜している。第２傾斜板２３は、水平板２１の他端部の下面から下方側に延びており、かつ、水平板２１に対して傾斜している。第１傾斜板２２及び第２傾斜板２３は、各先端部が連結されることによりＶ字状に形成されている。

蓋部材３は、筐体２の上方に配置されている。蓋部材３は、下端部が開放された中空状の部材である。蓋部材３は、下端縁が筐体２（水平板２１）の上面に当接する閉状態（図１の状態）と、下端縁の一部又は全部が筐体２（水平板２１）の上面から離間する開状態との間で移動可能である。蓋部材３を閉状態とすることにより、蓋部材３と筐体２（水平板２１）とで区画される試料室７が形成される。蓋部材３を開状態とすれば、試料室７内に試料Ｓを出し入れすることができる。試料Ｓは、水平板２１に形成された開口部２ａの上方を覆うように配置される。

Ｘ線源４は、例えばＸ線管球により構成されている。Ｘ線源４は、第１傾斜板２２に取り付けられ、筐体２内の空間６に向かって励起Ｘ線を出射する。Ｘ線源４から出射された励起Ｘ線は、水平板２１に形成された開口部２ａを介して試料Ｓに照射される。試料Ｓには、試料Ｓの中心軸線Ｃに沿った方向（試料Ｓ（の下面）に垂直な方向）に対して傾斜した角度から励起Ｘ線が照射される。励起Ｘ線が照射された試料Ｓは、励起Ｘ線の作用により励起されて蛍光Ｘ線を生じる。

検出器５は、励起Ｘ線が照射された試料Ｓから生じる蛍光Ｘ線を検出する。検出器５は、第２傾斜板２３に取り付けられ、筐体２内の空間６を介して試料Ｓから検出器５に蛍光Ｘ線が入射する。検出器５は、試料Ｓの中心軸線Ｃに対して傾斜した角度から入射する蛍光Ｘ線を検出する。

２．試料の設置態様
図２は、試料Ｓの設置態様を具体的に示した断面図である。試料Ｓは、試料容器１０内に収容される。本実施形態において、試料Ｓは粉体又は液体である。ただし、試料Ｓは固体であってもよく、その場合には試料容器１０を省略することも可能である。

試料容器１０は、例えば樹脂により形成された円筒状の部材である。試料容器１０の一端部の開口部分は、薄い樹脂製のフィルム１１で覆われている。フィルム１１は、例えばリングなどの固定部材を用いて試料容器１０に固定される。これにより、試料容器１０の一端部が閉塞され、他端部から試料容器１０内に試料Ｓを入れることができる。

試料容器１０は、試料皿２０上に載置された上で、筐体２（水平板２１）の開口部２ａの上方に配置される。試料皿２０は、その中央部に開口部２０ａが形成された板状の部材であり、例えば金属により形成されている。開口部２０ａは、試料Ｓ側に向かって徐々に内径が小さくなるようなテーパ面により形成されている。

本実施形態における試料皿２０には、試料皿２０を保持するための保持部２０ｂが設けられている。保持部２０ｂは、角度調整機構８（図３参照）により上方から保持されており、水平方向に対する試料皿２０の角度を角度調整機構８により調整することができるようになっている。すなわち、図２では試料皿２０が水平方向に延びるように保持されているが、角度調整機構８により、水平方向に対して試料皿２０を傾斜させることも可能である。

本実施形態において、角度調整機構８を用いて試料皿２０を傾斜させる際の支軸Ａは、試料Ｓの中心軸線Ｃからずれた位置に設定されている。具体的には、試料Ｓの下端部において、中心軸線Ｃに直交する方向の径Ｄを３：１に分割する位置に、支軸Ａが設定されている。すなわち、本実施形態では、角度調整機構８を用いて試料皿２０を傾斜させる際の支軸Ａが、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側とは反対側に位置している。この支軸Ａを中心にして試料皿２０を揺動させることにより、水平方向に対して試料皿２０を傾斜させることができる。これにより、角度調整機構８を用いて、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を調整することができる。ただし、支軸Ａの位置は、上記のような位置に限られるものではなく、試料Ｓに対する励起Ｘ線の照射位置や検出器５の位置などに応じて、最適な位置に設定可能である。

試料皿２０の上面における開口部２０ａの周縁部には、試料容器１０の下端部の周囲に対向するストッパ２０ｃが形成されている。ストッパ２０ｃは、水平方向に対して試料皿２０を傾斜させ、試料Ｓの角度を変化させるときに、試料Ｓが滑るのを防止するためのものである。

３．蛍光Ｘ線分析装置の電気的構成
図３は、蛍光Ｘ線分析装置１の電気的構成の一例を示したブロック図である。この蛍光Ｘ線分析装置１には、上述のＸ線源４、検出器５及び角度調整機構８などの他に、制御部３０、操作部４０及び記憶部５０などが備えられている。

制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部３０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、測定処理部３１、入力受付部３２及び角度調整処理部３３などとして機能する。操作部４０は、例えば操作キー、マウス又はタッチパネルなどにより構成されている。記憶部５０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はハードディスクなどにより構成されている。

測定処理部３１は、Ｘ線源４から励起Ｘ線を照射させ、検出器５からの検出信号に基づいて試料Ｓの測定を行う。測定処理部３１は、検出器５からの検出信号に基づいて、スペクトルデータを生成する。このスペクトルのデータに基づいて、試料Ｓに含まれる元素を分析することができる。

入力受付部３２は、操作部４０による入力を受け付ける。本実施形態では、作業者が操作部４０を操作することにより、分析対象となる元素を入力することができる。作業者により分析対象となる元素が入力された場合には、その元素の入力が入力受付部３２により受け付けられる。

角度調整処理部３３は、角度調整機構８を制御することにより、水平方向に対する試料Ｓの角度を調整するための処理を行う。本実施形態では、分析対象となり得る各元素に対応付けて、それらの元素に適した試料Ｓの傾斜角度が記憶部５０に予め記憶されている。入力受付部３２により元素の入力が受け付けられた場合には、その元素に応じた角度が記憶部５０から読み出され、当該角度に基づいて角度調整機構８が制御される。これにより、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度が、作業者により入力された元素に応じた角度に調整される。

４．角度調整機構による角度調整
図４及び図５は、角度調整機構８による角度調整の一例について説明するための概略図である。本実施形態では、Ｘ線源４及び検出器５の位置がそれぞれ固定されている。そのため、Ｘ線源４及び検出器５の相対位置は一定に保たれた状態となっている。また、本実施形態では、Ｘ線源４が励起Ｘ線の照射スポット径を調整可能に構成されている。Ｘ線源４から照射される励起Ｘ線の径（照射スポット径）は、励起Ｘ線が試料皿２０の開口部２０ａに収まる範囲内で最も大きい径となるように（励起Ｘ線が試料皿２０で反射しないように）調整される。当該調整は、手動で行われてもよいし、制御部３０の制御により行われてもよい。図５における励起Ｘ線の照射スポット径は、図４における励起Ｘ線の照射スポット径よりも大きい。図４及び図５において、試料Ｓ中にハッチングで示した領域（有効蛍光Ｘ線発生領域）からの蛍光Ｘ線が検出器５に入射することとなる。

本実施形態では、Ｘ線源４及び検出器５の位置が固定された状態で、角度調整機構８により、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を変化させる。すなわち、図４のように試料皿２０が水平方向に延びる状態から、図５のように試料皿２０を水平方向に対して傾斜させることができる。このような角度の変化に伴って、励起Ｘ線の照射スポット径も調整される。

図４において、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する励起Ｘ線の光軸の角度は、６５〜７５°であり、より具体的には約７０°である。また、図４において、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５（検出面に垂直な方向）の角度は、１０〜２０°であり、より具体的には約１５°である。図５において、水平方向に対する試料皿２０の傾斜角度は、例えば１０〜１５°であり、より具体的には約１２．５°である。

このように、Ｘ線源４及び検出器５の相対位置が一定に保たれた状態のまま、角度調整機構８を用いて角度調整を行うことにより、分析対象となる元素に応じて、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を調整し、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を最適化することができる。また、Ｘ線源４及び検出器５の位置を個別に調整するような構成とは異なり、Ｘ線源４及び検出器５の相対位置が一定に保たれているため、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を容易に最適化することができる。特に、本実施形態では、固定されたＸ線源４及び検出器５に対して、試料Ｓの角度を変化させるだけの簡単な構成で、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を最適化することができる。

図４の状態では、図５の状態と比べて、試料Ｓの中心軸線Ｃに対するＸ線源４からの励起Ｘ線の光軸の角度が大きいため、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが浅い。また、図４の状態では、図５の状態と比べて、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５に入射する蛍光Ｘ線の角度（検出器５の角度）が小さい。すなわち、角度調整機構８による角度の調整に伴い、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが浅くなるほど、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５の角度が小さくなる。

これにより、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さと、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５の角度との関係を、分析対象となる元素に応じて最適化することができる。例えば、分析対象が軽元素である場合には、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが浅く、試料Ｓに垂直な方向に対する検出器５の角度が小さくなるように、図４に例示されるような態様で角度調整機構８により角度の調整を行うことが好ましい。ここで、軽元素としては、例えばアルミニウム、マグネシウム、ナトリウムなどを挙げることができるが、これらの元素に限られるものではない。

一方、分析対象が中重元素である場合には、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが深く、試料Ｓに垂直な方向に対する検出器５の角度が大きくなるように、図５に例示されるような態様で角度調整機構８により角度の調整を行うことが好ましい。ここで、中重元素としては、例えばＲｏＨＳ（Restriction of Hazardous Substances）に基づく有害元素である鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ポリ臭化ビフェニル（ＰＢＢ）、ポリ臭化ジフェニルエーテル（ＰＢＤＥ）などを挙げることができるが、これらの元素に限られるものではない。

本実施形態では、操作部４０を用いて分析対象となる元素を入力することにより、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度が、その元素に応じた適切な角度に調整される。したがって、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置をさらに容易に最適化することができる。

Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を変化させると、上述した有効蛍光Ｘ線発生領域が変化する。有効蛍光Ｘ線発生領域は、試料Ｓ内の領域のうち、Ｘ線源４から照射される励起Ｘ線の照射範囲と、検出器５による蛍光Ｘ線の検出範囲とが重なる領域である。したがって、励起Ｘ線が照射される試料Ｓの表面（下面）において、有効蛍光Ｘ線発生領域内でＸ線源４から最も遠い点はＢ１となる。一方、励起Ｘ線が照射される試料Ｓの表面（下面）において、有効蛍光Ｘ線発生領域内でＸ線源４に最も近い点はＢ２となる。

図４の状態から図５の状態に変化したときには、点Ｂ２が検出器５から遠ざかることとなるが、励起Ｘ線の照射スポット径が拡大されることにより、点Ｂ２が試料Ｓの表面（下面）においてＸ線源４側に移動する。その結果、有効蛍光Ｘ線発生領域が大きくなり、中重元素の分析において有利となる。

このように、Ｘ線源４が励起Ｘ線の照射スポット径を調整可能な構成においては、支軸Ａが、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側とは反対側に位置していることが好ましい。ただし、支軸Ａの位置は、中心軸線Ｃに直交する方向の径Ｄを３：１ に分割する位置に限らず、例えば点Ｂ１を通る位置などのように、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側とは反対側の任意の位置に設定可能である。

５．角度調整の変形例
図６は、角度調整機構８による角度調整の第１変形例について説明するための概略図である。この例では、Ｘ線源４が、励起Ｘ線の照射スポット径を調整可能ではなく、一定の照射スポット径で励起Ｘ線を照射する構成となっている。

Ｘ線源４及び検出器５の位置が固定された状態で、角度調整機構８により、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を変化させるという点は、上記実施形態と同様である。ただし、この例では、角度調整機構６を用いてＸ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を調整する際の支軸が、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側に位置している。当該支軸の位置は、例えば点Ｂ２を通る位置に設定できるが、これに限らず、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側の任意の位置、好ましくは中心軸線Ｃと点Ｂ２の間に設定されてもよい。

Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度は、図４に示すような角度と、図６に示すような角度との間で変化させることができる。この変形例においても、角度調整機構８による角度の調整に伴い、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが浅くなるほど、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５の角度が小さくなる。

このように、Ｘ線源４が励起Ｘ線の照射スポット径を調整できない構成においては、支軸Ａが、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側に位置していることが好ましい。この場合、図４の状態から図６の状態に変化したときに、点Ｂ１が検出器５に近付くこととなり、点Ｂ１及び点Ｂ２がいずれも検出器５から遠ざかることがない。したがって、励起Ｘ線が照射される試料Ｓの表面（下面）における照射面積が多少減少したとしても、軽元素の分析において有効となる可能性がある。

図７は、角度調整機構８による角度調整の第２変形例について説明するための概略図である。この変形例では、Ｘ線源４及び検出器５の位置がそれぞれ固定されているのではなく、試料Ｓの位置が固定されている。すなわち、試料Ｓの位置が固定された状態で、角度調整機構８により、Ｘ線源４及び検出器５の互いの相対位置を一定に保ったまま、試料Ｓに対するＸ線源４及び検出器５の角度を変化させるような構成となっている。この場合、試料Ｓは、図２に例示されるような保持部２０ｂ及びストッパ２０ｃを備えた試料皿２０上に載置される必要はない。

Ｘ線源４及び検出器５は、図４に示すような位置と、図７に示すような位置との間で一体的に移動させることができる。このように、固定された試料Ｓに対して、Ｘ線源４及び検出器５の角度を一体的に変化させるだけの簡単な構成で、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を最適化することができる。この変形例においても、角度調整機構８による角度の調整に伴い、試料Ｓ中に入射する励起Ｘ線の深さが浅くなるほど、試料Ｓの中心軸線Ｃに対する検出器５の角度が小さくなる。

Ｘ線源４及び検出器５を一体的に移動させる際の回転中心は、中心軸線Ｃに直交する方向の径Ｄを３：１ に分割する位置（支軸Ａ）に設定されている。Ｘ線源４が励起Ｘ線の照射スポット径を調整可能な構成においては、このように、支軸Ａが試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側とは反対側に位置していることが好ましい。ただし、Ｘ線源４及び検出器５を一体的に移動させる際の回転中心の位置は、支軸Ａの位置に限らず、例えば点Ｂ１を通る位置などのように、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側とは反対側の任意の位置に設定可能である。

また、Ｘ線源４が励起Ｘ線の照射スポット径を調整できない構成の場合には、Ｘ線源４及び検出器５を一体的に移動させる際の回転中心が、試料Ｓの中心軸線Ｃに対してＸ線源４側に位置していてもよい。この場合、上記回転中心が、例えば点Ｂ２を通る位置に設定されていてもよい。

６．蛍光Ｘ線分析装置の別実施形態
図８は、本発明の別実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置１の電気的構成の一例を示したブロック図である。

この実施形態では、分析対象となる元素の入力を入力受付部３２で受け付けるのではなく、予備測定により試料Ｓに含まれる元素を判別するような構成となっている。その点以外の構成は上記実施形態と同様であるため、同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態における制御部３０は、上述の測定処理部３１及び角度調整処理部３３の他、予備測定処理部３４として機能する。予備測定処理部３４は、Ｘ線源４から励起Ｘ線を照射させ、検出器５からの検出信号に基づいて試料Ｓの予備測定を行う。予備測定は、測定処理部３１により行われる測定（本測定）よりも前に行われ、検出器５からの検出信号に基づいてスペクトルデータを生成する。このスペクトルのデータに基づいて、予備測定処理部３４は、試料Ｓに含まれる元素を判別する。

角度調整処理部３３は、角度調整機構８を制御することにより、Ｘ線源４及び検出器５に対する試料Ｓの角度を、予備測定により試料Ｓに含まれると判別された元素に応じた角度に調整する。すなわち、角度調整処理部３３は、予備測定により試料Ｓに含まれると判断された元素に応じた角度を記憶部５０から読み出し、当該角度に基づいて角度調整機構８を制御する。これにより、予備測定により判別された元素に応じた適切な角度に調整することができるため、Ｘ線源４及び検出器５の光学的配置を容易に最適化することができる。

７．その他の変形例
以上の実施形態では、筐体２の上方に蓋部材３が設けられた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、蓋部材３が省略された構成であってもよい。

１ 蛍光Ｘ線分析装置
４ Ｘ線源
５ 検出器
８ 角度調整機構
１０ 試料容器
２０ 試料皿
２０ｃ ストッパ
３０ 制御部
３１ 測定処理部
３２ 入力受付部
３３ 角度調整処理部
３４ 予備測定処理部
４０ 操作部
５０ 記憶部

Claims (9)

1. 試料に励起Ｘ線を照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線源に対して相対位置が一定に保たれた状態で配置され、励起Ｘ線が照射された試料から生じる蛍光Ｘ線を検出する検出器と、
   前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を調整するための角度調整機構とを備えることを特徴とするエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
2. 前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器の位置が固定された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
3. 前記角度調整機構により試料の角度を変化させるときに試料が滑るのを防止するためのストッパをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
4. 前記角度調整機構は、試料の位置が固定された状態で、前記Ｘ線源及び前記検出器の互いの相対位置を一定に保ったまま、試料に対する前記Ｘ線源及び前記検出器の角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
5. 前記Ｘ線源は、励起Ｘ線の照射スポット径を調整可能であり、
   前記角度調整機構を用いて前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を調整する際の支軸が、試料の中心軸線に対して前記Ｘ線源側とは反対側に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
6. 前記Ｘ線源は、一定の照射スポット径で励起Ｘ線を照射し、
   前記角度調整機構を用いて前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を調整する際の支軸が、試料の中心軸線に対して前記Ｘ線源側に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
7. 前記角度調整機構による角度の調整に伴い、試料中に入射する励起Ｘ線の深さが浅くなるほど、試料に垂直な方向に対する前記検出器の角度が小さくなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
8. 分析対象となる元素の入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
   前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を、前記入力受付部により入力が受け付けられた元素に応じた角度に調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。
9. 前記角度調整機構による角度の調整前に、前記Ｘ線源から試料に励起Ｘ線を照射し、試料からの蛍光Ｘ線を前記検出器で検出することにより、試料に含まれる元素を判別するための予備測定を行う予備測定処理部をさらに備え、
   前記角度調整機構は、前記Ｘ線源及び前記検出器に対する試料の角度を、前記予備測定により試料に含まれると判別された元素に応じた角度に調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置。

Images