JP2637871B2 - Ｘ線計数管 - Google Patents
Ｘ線計数管Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線あるいは電子線
によって励起された蛍光Ｘ線を利用して材料組成を分析
する蛍光Ｘ線分析装置に装備されるＸ線計数管に関す
る。
によって励起された蛍光Ｘ線を利用して材料組成を分析
する蛍光Ｘ線分析装置に装備されるＸ線計数管に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】蛍光Ｘ線を用いた組成分析は、軽元素か
ら重元素まで非破壊で高精度な分析ができるため、材料
分析に必要不可欠な方法である。バルク材料の組成を分
析する現状の蛍光Ｘ線分析装置ではＸ線を励起源として
用いており、装備されるＸ線計数管としては、ガスフロ
ー型比例計数管とシンチレーション計数管との２種類が
ある。前者は、軽元素から励起された低エネルギの蛍光
Ｘ線用であり、検出気体としてＰＲガス（アルゴンとメ
タンとの混合ガス）を用い、光電効果によって生じた光
電子をガス増幅して計数する。後者は、重元素から励起
された高エネルギの蛍光Ｘ線用であり、Ｘ線励起によっ
てＮａｌなどの蛍光体から発生する蛍光を光電子増倍管
で計数する。
ら重元素まで非破壊で高精度な分析ができるため、材料
分析に必要不可欠な方法である。バルク材料の組成を分
析する現状の蛍光Ｘ線分析装置ではＸ線を励起源として
用いており、装備されるＸ線計数管としては、ガスフロ
ー型比例計数管とシンチレーション計数管との２種類が
ある。前者は、軽元素から励起された低エネルギの蛍光
Ｘ線用であり、検出気体としてＰＲガス（アルゴンとメ
タンとの混合ガス）を用い、光電効果によって生じた光
電子をガス増幅して計数する。後者は、重元素から励起
された高エネルギの蛍光Ｘ線用であり、Ｘ線励起によっ
てＮａｌなどの蛍光体から発生する蛍光を光電子増倍管
で計数する。
【０００３】微小領域の組成を分析するＸ線マイクロア
ナライザでは、励起源として細く絞れる電子線を使用す
るが、装備するＸ線検出器は蛍光Ｘ線分析装置と同じで
ある。また、走査型電子顕微鏡にＸ線半導体検出器を装
備して、分析電子顕微鏡として微小領域の蛍光Ｘ線分析
も行われている。このＸ線半導体検出器では、Ｌｉをド
ープしたＳｉ素子中でＸ線吸収によって発生する電子・
正孔対を利用して計測する。
ナライザでは、励起源として細く絞れる電子線を使用す
るが、装備するＸ線検出器は蛍光Ｘ線分析装置と同じで
ある。また、走査型電子顕微鏡にＸ線半導体検出器を装
備して、分析電子顕微鏡として微小領域の蛍光Ｘ線分析
も行われている。このＸ線半導体検出器では、Ｌｉをド
ープしたＳｉ素子中でＸ線吸収によって発生する電子・
正孔対を利用して計測する。
【０００４】このようなＸ線を利用した非破壊分析法の
技術が記載されている文献としては、Ｅ．Ｐ．バーチン
編著 “Ｘ線分光分析の理論と実際“ （プレナム出版
１９７０年発行）がある。
技術が記載されている文献としては、Ｅ．Ｐ．バーチン
編著 “Ｘ線分光分析の理論と実際“ （プレナム出版
１９７０年発行）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛍光Ｘ
線分析に使用されるガスフロー型比例計数管とシンチレ
ーション計数管には、共通してエネルギ分解能が低いと
いう欠点があり、特にシンチレーション計数管のエネル
ギ分解能は極めて低いものとなっている。このため、蛍
光Ｘ線分析装置やＸ線マイクロアナライザでは、蛍光Ｘ
線の正確なエネルギを調べて蛍光Ｘ線を発している元素
を同定するために、これらのＸ線計数管のエネルギ識別
機能を用いず、蛍光Ｘ線を分光結晶の回析効果によって
分光してエネルギを識別した蛍光Ｘ線強度を計数管で計
測している。
線分析に使用されるガスフロー型比例計数管とシンチレ
ーション計数管には、共通してエネルギ分解能が低いと
いう欠点があり、特にシンチレーション計数管のエネル
ギ分解能は極めて低いものとなっている。このため、蛍
光Ｘ線分析装置やＸ線マイクロアナライザでは、蛍光Ｘ
線の正確なエネルギを調べて蛍光Ｘ線を発している元素
を同定するために、これらのＸ線計数管のエネルギ識別
機能を用いず、蛍光Ｘ線を分光結晶の回析効果によって
分光してエネルギを識別した蛍光Ｘ線強度を計数管で計
測している。
【０００６】また、これらのＸ線計数管では、計数でき
るＸ線のエネルギ範囲が限定されているため、軽元素か
ら重元素までのエネルギが異なる蛍光Ｘ線を１台の計数
管では計測できず、２台の計数管を必要としている。
るＸ線のエネルギ範囲が限定されているため、軽元素か
ら重元素までのエネルギが異なる蛍光Ｘ線を１台の計数
管では計測できず、２台の計数管を必要としている。
【０００７】一方、Ｘ線半導体検出器は、軽元素から重
元素までの蛍光Ｘ線を測定可能であり、高エネルギ領域
でのエネルギ分解能もガスフロー比例計数管よりも約８
倍、シンチレーション計数管よりも約２０倍高いという
特徴がある。但し、１ｋｅＶ以下の低エネルギ蛍光Ｘ線
に対するエネルギ分解能は半導体素子のノイズによって
悪化する。このため、Ｘ線半導体検出器を１台装備すれ
ば、蛍光Ｘ線を結晶の回析効果により分光する場合に比
べれば、エネルギ識別機能は悪いが、軽元素から重元素
までの蛍光Ｘ線を結晶で分光しなくともエネルギ識別し
て計測可能である。
元素までの蛍光Ｘ線を測定可能であり、高エネルギ領域
でのエネルギ分解能もガスフロー比例計数管よりも約８
倍、シンチレーション計数管よりも約２０倍高いという
特徴がある。但し、１ｋｅＶ以下の低エネルギ蛍光Ｘ線
に対するエネルギ分解能は半導体素子のノイズによって
悪化する。このため、Ｘ線半導体検出器を１台装備すれ
ば、蛍光Ｘ線を結晶の回析効果により分光する場合に比
べれば、エネルギ識別機能は悪いが、軽元素から重元素
までの蛍光Ｘ線を結晶で分光しなくともエネルギ識別し
て計測可能である。
【０００８】ところが、Ｘ線半導体検出器は、ガスフロ
ー型比例計数管やシンチレーション計数管に比較して高
価であり、しかも大口径の半導体素子の製作が困難であ
るため、高感度な大型の検出器ができないという欠点が
ある。また計数管については、蛍光Ｘ線の結晶による分
光は、蛍光Ｘ線の空気による吸収が問題となるので真空
チャンバ内で行う必要があるが、Ｘ線半導体検出器は液
体窒素による冷却が不可欠であるため、液体窒素デュア
ーを接続した検出器自体が嵩張り、計数管のように真空
チャンバ内で移動して使用することができず、取扱い上
不便である。
ー型比例計数管やシンチレーション計数管に比較して高
価であり、しかも大口径の半導体素子の製作が困難であ
るため、高感度な大型の検出器ができないという欠点が
ある。また計数管については、蛍光Ｘ線の結晶による分
光は、蛍光Ｘ線の空気による吸収が問題となるので真空
チャンバ内で行う必要があるが、Ｘ線半導体検出器は液
体窒素による冷却が不可欠であるため、液体窒素デュア
ーを接続した検出器自体が嵩張り、計数管のように真空
チャンバ内で移動して使用することができず、取扱い上
不便である。
【０００９】そこで発明は、低エネルギから高エネルギ
までの広い範囲のＸ線を、良好なエネルギ分解能で、か
つ高感度で計数できるようにすることを目的としてい
る。
までの広い範囲のＸ線を、良好なエネルギ分解能で、か
つ高感度で計数できるようにすることを目的としてい
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、検出気体中をＸ線が通過した際に光電
効果により生じる光電子を、所定の電場で加速して検出
気体に衝突させることにより気体を励起させ、この励起
気体が基底状態に戻るときに発生する蛍光強度を光電子
増倍管により電気的信号に変換してＸ線のエネルギと強
度とを計測する方式のＸ線計数管において、金属筐体の
Ｘ線入射窓を導電性を有する薄膜あるいは格子で構成
し、前記金属筐体内に収納され検出気体が導入される気
体セルの前記Ｘ線入射窓に対向するＸ線入射側の端面
を、前記Ｘ線入射窓に対して負の高電圧が印加される導
電性を有する薄膜あるいは格子で被覆した高分子膜で構
成し、前記気体セルの前記Ｘ線入射窓と反対側のＸ線放
射側の端面を、透明ガラスを介して紫外光用光電子増倍
管に接続し、前記気体セル内の前記高分子膜側には、高
分子膜に対して高い電位となる負の高電圧が印加される
導電性の第１格子を、同気体セル内の前記透明ガラス側
には、前記第１格子に対して高い電位であるアース電位
となる導電性の第２格子をそれぞれ前記高分子膜と平行
となるよう設ける構成としてある。
に、この発明は、検出気体中をＸ線が通過した際に光電
効果により生じる光電子を、所定の電場で加速して検出
気体に衝突させることにより気体を励起させ、この励起
気体が基底状態に戻るときに発生する蛍光強度を光電子
増倍管により電気的信号に変換してＸ線のエネルギと強
度とを計測する方式のＸ線計数管において、金属筐体の
Ｘ線入射窓を導電性を有する薄膜あるいは格子で構成
し、前記金属筐体内に収納され検出気体が導入される気
体セルの前記Ｘ線入射窓に対向するＸ線入射側の端面
を、前記Ｘ線入射窓に対して負の高電圧が印加される導
電性を有する薄膜あるいは格子で被覆した高分子膜で構
成し、前記気体セルの前記Ｘ線入射窓と反対側のＸ線放
射側の端面を、透明ガラスを介して紫外光用光電子増倍
管に接続し、前記気体セル内の前記高分子膜側には、高
分子膜に対して高い電位となる負の高電圧が印加される
導電性の第１格子を、同気体セル内の前記透明ガラス側
には、前記第１格子に対して高い電位であるアース電位
となる導電性の第２格子をそれぞれ前記高分子膜と平行
となるよう設ける構成としてある。
【００１１】
【作用】このような構成のＸ線計数管によれば、金属筐
体のＸ線入射窓は薄膜あるいは格子で構成し、検出用気
体を導入した気体セルの入射側端面は薄膜あるいは格子
で被覆した高分子膜で構成してあるので、Ｘ線はＸ線入
射窓及び気体セルの入射側端面の高分子膜を通過し、気
体セル内に侵入したＸ線は検出用気体から光電子を発生
させる。発生した光電子は、負の高電圧を印加した高分
子膜より高い電位の負の電圧を印加した第１格子側に移
動し、さらに第１格子より高い電位であるアース電位と
なる第２格子側に向けて加速される。加速された光電子
は検出気体分子あるいは原子に衝突して気体を励起さ
せ、励起した検出気体は基底状態に戻るときに紫外領域
の蛍光を発生する。この蛍光紫外光は、透明ガラスを通
過して紫外光用光電子増倍管に達し、ここで増幅されて
電気信号として計測される。
体のＸ線入射窓は薄膜あるいは格子で構成し、検出用気
体を導入した気体セルの入射側端面は薄膜あるいは格子
で被覆した高分子膜で構成してあるので、Ｘ線はＸ線入
射窓及び気体セルの入射側端面の高分子膜を通過し、気
体セル内に侵入したＸ線は検出用気体から光電子を発生
させる。発生した光電子は、負の高電圧を印加した高分
子膜より高い電位の負の電圧を印加した第１格子側に移
動し、さらに第１格子より高い電位であるアース電位と
なる第２格子側に向けて加速される。加速された光電子
は検出気体分子あるいは原子に衝突して気体を励起さ
せ、励起した検出気体は基底状態に戻るときに紫外領域
の蛍光を発生する。この蛍光紫外光は、透明ガラスを通
過して紫外光用光電子増倍管に達し、ここで増幅されて
電気信号として計測される。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
する。
【００１３】図１は、この発明の一実施例を示すＸ線計
数管の断面図である。金属筐体１の一方の端部には、導
電性を有する薄膜あるいは金属格子で構成したＸ線の入
射窓３が設けられている。金属筐体１内には、セラミッ
ク製の筒５が配置されており、この筒５内はキセノンが
充填される気体セル７となっている。気体セル７にはキ
セノンを導入するための配管９が接続され、この配管９
は筒５と金属筐体１との間の隙間を通って金属筐体１の
前記入射窓３と反対側の端部から外部に引き出されてい
る。
数管の断面図である。金属筐体１の一方の端部には、導
電性を有する薄膜あるいは金属格子で構成したＸ線の入
射窓３が設けられている。金属筐体１内には、セラミッ
ク製の筒５が配置されており、この筒５内はキセノンが
充填される気体セル７となっている。気体セル７にはキ
セノンを導入するための配管９が接続され、この配管９
は筒５と金属筐体１との間の隙間を通って金属筐体１の
前記入射窓３と反対側の端部から外部に引き出されてい
る。
【００１４】セラミック製の筒５の前記入射窓３に対向
するＸ線入射側端面には、アルミニウムを約２００オン
グストローム蒸着した厚さ０．６マイクロメートルのマ
イラー（ポリプロピレン）膜１１が設けられている。マ
イラー膜１１は、導電性を有する薄膜あるいは格子で被
覆した高分子膜であり、筒５に気密に接続される金属枠
１３に保持されている。筒５の前記入射窓３と反対側の
端部には、透明ガラスとしての石英ガラス１５が筒５に
気密に接続されている。
するＸ線入射側端面には、アルミニウムを約２００オン
グストローム蒸着した厚さ０．６マイクロメートルのマ
イラー（ポリプロピレン）膜１１が設けられている。マ
イラー膜１１は、導電性を有する薄膜あるいは格子で被
覆した高分子膜であり、筒５に気密に接続される金属枠
１３に保持されている。筒５の前記入射窓３と反対側の
端部には、透明ガラスとしての石英ガラス１５が筒５に
気密に接続されている。
【００１５】筒５内のマイラー膜１１から２．５mm離れ
た位置には、第１格子としての導電性の金属格子１７
が、一方筒５内の石英ガラス１５の直前には、導電性の
第２格子としての金属格子１９が、それぞれマイラー膜
１１と平行に設けられている。マイラー膜１１及び金属
格子１７には、金属筐体１の外部に引き出される電気配
線２１及び２３がそれぞれ接続されており、マイラー膜
１１には約４２００ボルトの負の高電圧が、金属格子１
７にはマイラー膜１１より電位の高い約４０００ボルト
の負の高電圧が、それぞれ印加される。また、金属格子
１９には電気配線２５の一端が接続されて他端は金属筐
体１に接続され、金属筐体１には金属筐体１をアース電
位とするための電気配線２７が接続されている。これに
より、金属筐体１の入射窓３及び金属格子１９は、アー
ス電位となる。
た位置には、第１格子としての導電性の金属格子１７
が、一方筒５内の石英ガラス１５の直前には、導電性の
第２格子としての金属格子１９が、それぞれマイラー膜
１１と平行に設けられている。マイラー膜１１及び金属
格子１７には、金属筐体１の外部に引き出される電気配
線２１及び２３がそれぞれ接続されており、マイラー膜
１１には約４２００ボルトの負の高電圧が、金属格子１
７にはマイラー膜１１より電位の高い約４０００ボルト
の負の高電圧が、それぞれ印加される。また、金属格子
１９には電気配線２５の一端が接続されて他端は金属筐
体１に接続され、金属筐体１には金属筐体１をアース電
位とするための電気配線２７が接続されている。これに
より、金属筐体１の入射窓３及び金属格子１９は、アー
ス電位となる。
【００１６】石英ガラス１５の筒５と反対側の面には、
蛍光紫外光を増幅して電気信号に変換する紫外光用光電
子増倍管２９が接続されている。紫外光用光電子増倍管
２９には、この増倍管２９の作動に必要な高電圧を外部
から供給するための電気配線３１と、変換された電気信
号を外部に取り出すための電気配線３３がそれぞれ接続
されている。
蛍光紫外光を増幅して電気信号に変換する紫外光用光電
子増倍管２９が接続されている。紫外光用光電子増倍管
２９には、この増倍管２９の作動に必要な高電圧を外部
から供給するための電気配線３１と、変換された電気信
号を外部に取り出すための電気配線３３がそれぞれ接続
されている。
【００１７】次に、作用を説明する。
【００１８】Ｘ線や電子線によって測定試料から励起さ
れた蛍光Ｘ線は、入射窓３の格子間隙を通過し、マイラ
ー膜１１を透過してしてキセノンが充填された気体セル
７内に入射する。マイラー膜１１は、薄い高分子膜であ
り、蒸着されたアルミニウム層も非常に薄いので、硼
素，炭素，窒素，酸素などの軽元素から励起された蛍光
Ｘ線（Ｋα線）も、減衰するが透過できる。気体セル７
に入射したＸ線は、マイラー膜１１と金属格子１７との
間で、キセノン原子に吸収される光電効果により、入射
したＸ線のエネルギに比例した一次電子（光電子）群を
放出する。
れた蛍光Ｘ線は、入射窓３の格子間隙を通過し、マイラ
ー膜１１を透過してしてキセノンが充填された気体セル
７内に入射する。マイラー膜１１は、薄い高分子膜であ
り、蒸着されたアルミニウム層も非常に薄いので、硼
素，炭素，窒素，酸素などの軽元素から励起された蛍光
Ｘ線（Ｋα線）も、減衰するが透過できる。気体セル７
に入射したＸ線は、マイラー膜１１と金属格子１７との
間で、キセノン原子に吸収される光電効果により、入射
したＸ線のエネルギに比例した一次電子（光電子）群を
放出する。
【００１９】マイラー膜１１には約マイナス４２００ボ
ルト、金属格子１７には約マイナス４０００ボルトがそ
れぞれ印加されているので、相対的には金属格子１７が
マイラー膜１１よりも２００ボルト高い電位にある。こ
の電位差により一次電子群は金属格子１７側に移動す
る。また、金属格子１９はアース電位にあるので、金属
格子１９は金属格子１７よりも４０００ボルト高い電位
にある。このため、金属格子１７側に移動した一次電子
は、金属格子１７と１９との間で加速され、加速された
一次電子はキセノン原子に衝突する。
ルト、金属格子１７には約マイナス４０００ボルトがそ
れぞれ印加されているので、相対的には金属格子１７が
マイラー膜１１よりも２００ボルト高い電位にある。こ
の電位差により一次電子群は金属格子１７側に移動す
る。また、金属格子１９はアース電位にあるので、金属
格子１９は金属格子１７よりも４０００ボルト高い電位
にある。このため、金属格子１７側に移動した一次電子
は、金属格子１７と１９との間で加速され、加速された
一次電子はキセノン原子に衝突する。
【００２０】この衝突によって励起されるキセノン原子
は、蛍光紫外光（波長１７００オングストローム）を放
出して基底状態に戻る。蛍光紫外光は、石英ガラス１５
を通過して紫外光用光電子増倍管２９に入射し、ここで
直接増幅されて電気配線３３から電気信号（電流）とし
て取り出せる。電気配線３３に、例えばプリアンプを接
続して電流を電圧に変換し、適当な計数回路を接続して
電圧パルスの高さと、電圧パルス数とを計測することに
より、このＸ線計数管に入射したＸ線のエネルギと強度
とを測定できる。
は、蛍光紫外光（波長１７００オングストローム）を放
出して基底状態に戻る。蛍光紫外光は、石英ガラス１５
を通過して紫外光用光電子増倍管２９に入射し、ここで
直接増幅されて電気配線３３から電気信号（電流）とし
て取り出せる。電気配線３３に、例えばプリアンプを接
続して電流を電圧に変換し、適当な計数回路を接続して
電圧パルスの高さと、電圧パルス数とを計測することに
より、このＸ線計数管に入射したＸ線のエネルギと強度
とを測定できる。
【００２１】このようなＸ線計数管は、電子なだれを発
生させない程度の電場で一次電子群を加速してキセノン
の蛍光を発生させ、蛍光を紫外光用光電子増倍管２９で
固体増幅しているので、高電場によって一次電子群に電
子なだれを発生させて気体増幅している従来のガスフロ
ー型比例計数管に比べて、エネルギ分解能が高い。蛍光
強度を固体増幅して電気信号に変換することでエネルギ
分解能を高める光電子増倍管として、紫外光用光電子増
倍管２９を使用しているので、蛍光を可視光に変換する
ための波長変換剤などを用いることなく蛍光を直接検出
でき、構成の簡素化を図ることができる。
生させない程度の電場で一次電子群を加速してキセノン
の蛍光を発生させ、蛍光を紫外光用光電子増倍管２９で
固体増幅しているので、高電場によって一次電子群に電
子なだれを発生させて気体増幅している従来のガスフロ
ー型比例計数管に比べて、エネルギ分解能が高い。蛍光
強度を固体増幅して電気信号に変換することでエネルギ
分解能を高める光電子増倍管として、紫外光用光電子増
倍管２９を使用しているので、蛍光を可視光に変換する
ための波長変換剤などを用いることなく蛍光を直接検出
でき、構成の簡素化を図ることができる。
【００２２】また、気体セル７のマイラー膜１１をアー
ス電位として、金属格子１９に正の高電圧を印加して
も、光電子を加速して検出気体から蛍光を発生させるこ
とができるが、この場合には金属格子１９に高電圧を印
加するので、放電防止のため金属格子１９を石英ガラス
１５に近接できない。このため、紫外光用光電子増倍管
２９に取り入れられる検出気体からの蛍光光量少なくな
るという欠点がある。ところが、マイラー膜１１は負の
高電圧であるので、金属格子１９はアース電位でよく、
このため金属格子１９を石英ガラス１５に近接でき、紫
外光用光電子増倍管２９に効率よく蛍光が取り入れら
れ、高感度で蛍光Ｘ線を計測できる。
ス電位として、金属格子１９に正の高電圧を印加して
も、光電子を加速して検出気体から蛍光を発生させるこ
とができるが、この場合には金属格子１９に高電圧を印
加するので、放電防止のため金属格子１９を石英ガラス
１５に近接できない。このため、紫外光用光電子増倍管
２９に取り入れられる検出気体からの蛍光光量少なくな
るという欠点がある。ところが、マイラー膜１１は負の
高電圧であるので、金属格子１９はアース電位でよく、
このため金属格子１９を石英ガラス１５に近接でき、紫
外光用光電子増倍管２９に効率よく蛍光が取り入れら
れ、高感度で蛍光Ｘ線を計測できる。
【００２３】また、マイラー膜１１は負の高電圧を印加
すると、蛍光Ｘ線励起に電子線を使用する場合には、気
体セル７からの電場が電子線の軌道に影響することが予
想されるが、金属筐体１のＸ線入射窓３は導電性を有す
る箔膜あるいは格子で構成しているので、これが静電シ
ールドとして働き、気体セル７の高電場が計数管の金属
筐体１の外部に影響することはない。
すると、蛍光Ｘ線励起に電子線を使用する場合には、気
体セル７からの電場が電子線の軌道に影響することが予
想されるが、金属筐体１のＸ線入射窓３は導電性を有す
る箔膜あるいは格子で構成しているので、これが静電シ
ールドとして働き、気体セル７の高電場が計数管の金属
筐体１の外部に影響することはない。
【００２４】図２は、真空チャンバ内において表面に硼
素を蒸着したシリコンウエハ試料に電子線を照射し、励
起された硼素の蛍光Ｘ線Ｋαを、上記Ｘ線計数管と従来
のガスフロー型比例計数管とにプリアンプ及びマルチチ
ャンネルアナライザをそれぞれ接続して、測定した蛍光
Ｘ線スペクトル（横軸が蛍光Ｘ線のエネルギ、縦軸が蛍
光Ｘ線の強度）を示したものであり、実線が上記実施例
で、破線が従来例のものである。
素を蒸着したシリコンウエハ試料に電子線を照射し、励
起された硼素の蛍光Ｘ線Ｋαを、上記Ｘ線計数管と従来
のガスフロー型比例計数管とにプリアンプ及びマルチチ
ャンネルアナライザをそれぞれ接続して、測定した蛍光
Ｘ線スペクトル（横軸が蛍光Ｘ線のエネルギ、縦軸が蛍
光Ｘ線の強度）を示したものであり、実線が上記実施例
で、破線が従来例のものである。
【００２５】これによれば、シンチレーション計数管で
は計測できない低エネルギの硼素の蛍光Ｘ線Ｋαのピー
クが、この実施例の計数管はもちろん、従来のガスフロ
ー型計数管でも計測できてはいるももの、両計数管では
硼素の蛍光Ｘ線Ｋαのピークの半値幅が大きく異なる。
この実施例の計数管では同ピークの半値幅Ｈ1 は約４５
％であるが、ガスフロー型計数管では半値幅Ｈ2 は約１
１０％であり前者の２倍以上である。この比較結果は、
この実施例の計数管のエネルギ分解能がガスフロー型比
例計数管よりも２倍以上良く、Ｘ線半導体検出器と比較
してもエネルギ分解能が同等以上であることを示してい
る。
は計測できない低エネルギの硼素の蛍光Ｘ線Ｋαのピー
クが、この実施例の計数管はもちろん、従来のガスフロ
ー型計数管でも計測できてはいるももの、両計数管では
硼素の蛍光Ｘ線Ｋαのピークの半値幅が大きく異なる。
この実施例の計数管では同ピークの半値幅Ｈ1 は約４５
％であるが、ガスフロー型計数管では半値幅Ｈ2 は約１
１０％であり前者の２倍以上である。この比較結果は、
この実施例の計数管のエネルギ分解能がガスフロー型比
例計数管よりも２倍以上良く、Ｘ線半導体検出器と比較
してもエネルギ分解能が同等以上であることを示してい
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明のＸ
線計数管によれば、Ｘ線入射窓を介してＸ線が導入され
る気体セルの高分子膜及びその後段の第１格子に、それ
ぞれ負の高電圧を印加し、気体セルのＸ線放射側に設け
た第２格子を、第１格子に対して高い電位であるアース
電位となるよう構成したので、気体セルのＸ線放射側の
端面に接続する紫外光用光電子増倍管と気体セルとの間
に介装される透明ガラスに、第２格子を近接して配置で
き、これにより気体セル側から放射される蛍光を後段の
紫外光用光電子増倍管に効率よく取り入れることがで
き、高感度で蛍光Ｘ線を計測することができる。また、
蛍光強度を電気信号に変換することでエネルギ分解能を
高める光電子増倍管として紫外光用のものを使用してい
るので、蛍光を可視光に変換するための波長変換剤など
を用いることなく蛍光を直接検出でき、構成の簡素化を
図ることができる。さらに、気体セルの高分子膜は、薄
膜あるい格子で被覆した構成としてあるので、軽元素か
ら励起された低エネルギの蛍光Ｘ線も透過可能であり、
このため、上記したＸ線計数管を蛍光Ｘ線分析装置に使
用すれば、１台で軽元素から重元素までの蛍光Ｘ線を高
分解能で測定でき、蛍光Ｘ線分析装置のＸ線検出系の構
成が簡素化されて装置の小型化が図れるとともに、測定
された高分解能での蛍光Ｘ線スペクトルにより組成比分
析や不純物濃度分析の分析精度を向上させることができ
る。
線計数管によれば、Ｘ線入射窓を介してＸ線が導入され
る気体セルの高分子膜及びその後段の第１格子に、それ
ぞれ負の高電圧を印加し、気体セルのＸ線放射側に設け
た第２格子を、第１格子に対して高い電位であるアース
電位となるよう構成したので、気体セルのＸ線放射側の
端面に接続する紫外光用光電子増倍管と気体セルとの間
に介装される透明ガラスに、第２格子を近接して配置で
き、これにより気体セル側から放射される蛍光を後段の
紫外光用光電子増倍管に効率よく取り入れることがで
き、高感度で蛍光Ｘ線を計測することができる。また、
蛍光強度を電気信号に変換することでエネルギ分解能を
高める光電子増倍管として紫外光用のものを使用してい
るので、蛍光を可視光に変換するための波長変換剤など
を用いることなく蛍光を直接検出でき、構成の簡素化を
図ることができる。さらに、気体セルの高分子膜は、薄
膜あるい格子で被覆した構成としてあるので、軽元素か
ら励起された低エネルギの蛍光Ｘ線も透過可能であり、
このため、上記したＸ線計数管を蛍光Ｘ線分析装置に使
用すれば、１台で軽元素から重元素までの蛍光Ｘ線を高
分解能で測定でき、蛍光Ｘ線分析装置のＸ線検出系の構
成が簡素化されて装置の小型化が図れるとともに、測定
された高分解能での蛍光Ｘ線スペクトルにより組成比分
析や不純物濃度分析の分析精度を向上させることができ
る。
【図１】この発明の一実施例を示すＸ線計数管の断面図
である。
である。
【図２】図１の実施例と従来例とのそれぞれの計数管に
より、硼素Ｋαの蛍光Ｘ線スペクトルを比較して示した
説明図である。
より、硼素Ｋαの蛍光Ｘ線スペクトルを比較して示した
説明図である。
１ 金属筐体 ３ Ｘ線入射窓 ７ 気体セル １１ マイラー膜（高分子膜） １５ 石英ガラス（透明ガラス） １７ 金属格子（第１格子） １９ 金属格子（第２格子） ２９ 紫外光用光電子増倍管
フロントページの続き (72)発明者 清水 一明 大阪府高槻市赤大路町14番８号 理学電 機工業株式会社内 (72)発明者 庄司 孝 大阪府高槻市赤大路町14番８号 理学電 機工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−225984（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 検出気体中をＸ線が通過した際に光電効
果により生じる光電子を、所定の電場で加速して検出気
体に衝突させることにより気体を励起させ、この励起気
体が基底状態に戻るときに発生する蛍光強度を光電子増
倍管により電気的信号に変換してＸ線のエネルギと強度
とを計測する方式のＸ線計数管において、金属筐体のＸ
線入射窓を導電性を有する薄膜あるいは格子で構成し、
前記金属筐体内に収納され検出気体が導入される気体セ
ルの前記Ｘ線入射窓に対向するＸ線入射側の端面を、前
記Ｘ線入射窓に対して負の高電圧が印加される導電性を
有する薄膜あるいは格子で被覆した高分子膜で構成し、
前記気体セルの前記Ｘ線入射窓と反対側のＸ線放射側の
端面を、透明ガラスを介して紫外光用光電子増倍管に接
続し、前記気体セル内の前記高分子膜側には、高分子膜
に対して高い電位となる負の高電圧が印加される導電性
の第１格子を、同気体セル内の前記透明ガラス側には、
前記第１格子に対して高い電位であるアース電位となる
導電性の第２格子をそれぞれ前記高分子膜と平行となる
よう設けたことを特徴とするＸ線計数管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345373A JP2637871B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Ｘ線計数管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345373A JP2637871B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Ｘ線計数管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283132A JPH06283132A (ja) | 1994-10-07 |
| JP2637871B2 true JP2637871B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=18376162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345373A Expired - Fee Related JP2637871B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Ｘ線計数管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637871B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101581788B (zh) * | 2009-07-03 | 2012-02-22 | 中国原子能科学研究院 | 气体闪烁正比计数器 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL153342A0 (en) * | 2000-08-31 | 2003-07-06 | Univ Akron | Multi-density and multi-atomic number detector media with gas electron multiplier for imaging applications |
| JP4498779B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2010-07-07 | 川崎重工業株式会社 | Ｘ線イオンチャンバ検出器およびｘ線検出装置 |
| DE102009008063A1 (de) | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Teilchenstrahlsystem |
| DE102009024928B4 (de) * | 2009-04-06 | 2012-07-12 | Bruker Nano Gmbh | Detektor, Vorrichtung und Verfahren zur gleichzeitigen, energiedispersiven Aufnahme von Rückstreuelektronen und Röntgenquanten |
| DE102009036701A1 (de) | 2009-08-07 | 2011-03-03 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Teilchenstrahlsystem und Untersuchungsverfahren hierzu |
| KR101135127B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2012-04-16 | 한국원자력연구원 | 이차전자 방출형 광대역 방사선 계측 장치 |
| JP5924981B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2016-05-25 | 三菱電機株式会社 | 放射線ビームモニタ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0627857B2 (ja) * | 1986-03-27 | 1994-04-13 | 株式会社島津製作所 | 放射線位置検出器 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345373A patent/JP2637871B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101581788B (zh) * | 2009-07-03 | 2012-02-22 | 中国原子能科学研究院 | 气体闪烁正比计数器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06283132A (ja) | 1994-10-07 |
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