JP3612654B2

JP3612654B2 - Ｘ線分析装置

Info

Publication number: JP3612654B2
Application number: JP16008995A
Authority: JP
Inventors: 智也新井
Original assignee: 理学電機工業株式会社
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JPH08327568A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、試料に１次Ｘ線を照射して、発生する２次Ｘ線を分析するために用いるＸ線分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線分析装置として、例えば、図５に示すような装置がある。この装置において、Ｘ線源１から発生した１次Ｘ線２が試料台３に固定された試料４に照射され、試料４から発生した２次Ｘ線５は、発散スリット６により発散され、弯曲分光素子７に入射されて所望の特性Ｘ線８に分光され、受光スリット９で焦点を結び、検出器１０へ入射され、その強度が測定される。ここで、試料４は直径３０ｍｍのものが標準的に用いられ、その大きさから、両スリット６，９の位置ならびに弯曲分光素子７の位置および入射面の面積等が決められる。このように決められた条件を満たすよう、Ｘ線源１および試料台４を有する試料室１１と、発散スリット６、弯曲分光素子７、受光スリット９および検出器１０を有する分光室１２とが、連結固定されている。
【０００３】
この従来の装置を使用して分析する際、分析したい試料４が直径３０ｍｍよりも小さい場合、または、試料４の分析したい部分が直径３０ｍｍよりも小さい場合（以下、総合して分析したい面を分析面、その面積を分析面積と呼ぶ）には、図６に示すように、Ｘ線源１と試料４との間に、分析面積Ｓ_１に対応した適切な孔径を有する照射制限絞り１３を進出させ、分析面にのみ１次Ｘ線２を照射し、分析面のみから発生した２次Ｘ線５を発散スリット６から通過させている。照射制限絞り１３は、分析面積Ｓ_１の大小に応じられるよう、複数の相異なる孔径のものが用意されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば、図６のように照射制限絞り１３を用いた際の分析面積Ｓ_１が、図５のように用いない際の分析面積Ｓ_０（直径３０ｍｍより２２５πｍｍ^２である）の４分の１であったとすると、分析面に照射される１次Ｘ線２の強度（強度とは、単位面積当たりでなく、総量を意味するものとする。以下同じ。）は、もとの照射量の概ね４分の３が照射制限絞り１３により遮断されるため、約４分の１に減少し、その結果、分析面から発生する２次Ｘ線５の強度もやはり約４分の１に減少する。
【０００５】
一方、最終的に検出器１０に入射する２次Ｘ線の強度は、分析面上の１点から発散スリット６を見込む立体角αにも比例するが、この立体角αについては、図６のように照射制限絞り１３を用いた場合と、図５のように用いない場合とにおいて、変わりはない。結局、照射制限絞り１３を用いると、検出器１０に入射する２次Ｘ線の強度が、約４分の１に減少することになる。すなわち、照射制限絞り１３を用いて分析面積Ｓ_１を減少させると、検出器１０に入射する２次Ｘ線の強度が分析面積Ｓ_１に比例して減少してしまい、分析面積Ｓ_１が小さくなるほど得られる２次Ｘ線の強度が不足して、正確な分析が困難になる。
【０００６】
そこで本発明は、分析面積が小さくなっても、得られる２次Ｘ線の強度が不足せず、正確な分析ができるＸ線分析装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のＸ線分析装置は、１次Ｘ線を発生するＸ線源と、１次Ｘ線が照射された試料から発生する２次Ｘ線が入射される検出器とを備えたＸ線分析装置において、前記Ｘ線源が、モータの回転によって、前記試料に対して、前記１次Ｘ線の照射方向に沿って移動自在である。そして、前記モータと、移動指令信号を受けて前記モータを適切に回転させて、前記試料の分析面の面積が減少しても、分析面に照射される前記１次Ｘ線の強度の総量が変わらないように、前記１次Ｘ線の照射方向に沿って、前記Ｘ線源を前記試料に接近させる制御手段とを有する移動手段を備えている。
【０００８】
【作用および効果】
請求項１のＸ線分析装置によれば、制御手段が、移動指令信号を受けてモータを適切に回転させて、試料の分析面の面積が減少しても、分析面に照射される１次Ｘ線の強度（強度の総量）が変わらないように、１次Ｘ線の照射方向に沿って、Ｘ線源を試料に接近させるので、分析面積が減少しても、分析面に照射される１次Ｘ線の強度は変わらない。したがって、分析面積が小さくなっても、得られる２次Ｘ線の強度が不足せず、正確な分析ができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明の実施例のＸ線分析装置は、図１に示すように、試料室２０と、Ｘ線源１４と、移動手段３２と、金属ベローズ３１とを備え、また、図５の従来の装置と同様に、発散スリット６、弯曲分光素子７、受光スリット９および検出器１０を有する分光室１２を、図１の紙面手前方向（図２の平面図でいえば、下方向）に備えている。試料室２０は、試料４が固定される試料台３を有している。１次Ｘ線２を発生するＸ線源１４は、試料室２０上部に設けられた孔３０に挿入されている。筒状で可撓性を有する金属ベローズ３１は、前記孔３０の縁部の室内側とＸ線源１４の先端付近に設けられたカラー部１９とに連結されることにより、Ｘ線源１４が移動しても、試料室２０の気密を維持する。
【００１０】
移動手段３２は、Ｘ線源１４上部に設けられた１対の螺合支持部１５の雌ねじ部１６に貫通螺合する２本のボールねじ２１ａ，２１ｂと、Ｘ線源１４上部に設けられた１対のスライド支持部１７（手前側の１つのみ図示）にスライド軸受け１８を介して貫通する２本のスライドシャフト２８（手前側の１本のみ図示）と、一方のボールねじ２１ａの一端に回転軸を連結されたモータ２６と、そのモータ２６等が取り付けられる取り付け板２９と、移動指令信号を受けてモータ２６を適切に回転させる制御手段３３とを有している。
【００１１】
２本のボールねじ２１ａ，２１ｂと２本のスライドシャフト２８は、いずれも、Ｘ線源１４から発生する１次Ｘ線２の照射方向に沿っており、互いに平行で、それらの軸方向からみた平面図である図２に示すように、それらの端面の中心が、正方形の頂点の位置となるように配置されている。図１に戻り、一方のボールねじ２１ａは、両端部を除いて雄ねじが形成されており、その一端を回転軸受け２５を介して試料室２０の上部に回転自在に支持され、Ｘ線源１４上部に設けられた雌ねじ部１６に螺合し、他端近傍を回転軸受け２４を介して取り付け板２９に回転自在に支持され、他端をモータ２６の回転軸に連結されている。
【００１２】
また、一方のボールねじ２１ａには、モータ２６と取り付け板２９との間において、歯車２２ａが設けられ、その歯車２２ａに螺合するタイミングベルト２３を介して、そのタイミングベルト２３に螺合する歯車２２ｂを設けられた他方のボールねじ２１ｂと連動して回転する。他方のボールねじ２１ｂの構成は、端部がモータ２６の回転軸に連結されていない点を除いて、一方のボールねじ２１ａと同様である。
【００１３】
２本のスライドシャフト２８（手前側の１本のみ図示）は、その一端が試料室２０の上部にねじ止め等で固定され、Ｘ線源１４上部に設けられたスライド支持部１７をスライド軸受け１８を介して貫通し、他端がねじ止め等で取り付け板２９に固定されている。モータ２６は、その側面に設けられた１対のステー２７を介してねじ止め等で取り付け板２９に固定されている。この構成により、Ｘ線源１４は、モータ２６の回転によって、試料室２０中の試料４に対して、２本のボールねじ２１ａ，２１ｂおよび２本のスライドシャフト２８に沿って移動自在である。
【００１４】
次に、本実施例の装置の動作について説明する。簡単のため、分析面積Ｓ_０の標準的な大きさの試料４を分析する際のこの装置の光学系のみを図３に示す。この状態では、図５に示した従来の装置における標準的な大きさの試料４を分析する際の状態と変わるところはない。ここで、例えば、分析面積Ｓ_１がＳ_０の４分の１となるような分析面を分析する際には、図１の制御手段３３に手動動作で移動指令信号を入力することによって、モータ２６を一定量回転させ、Ｘ線源１４を、２本のボールねじ２１ａ，２１ｂおよび２本のスライドシャフト２８に沿って、すなわち１次Ｘ線２の照射方向に沿って、試料４に対し接近させる。
【００１５】
この状態の光学系のみを図４に示す。この状態において、分析面積Ｓ_１、すなわち試料４において１次Ｘ線２が照射される面積が、Ｓ_０の４分の１となる点については従来の装置と同様であるが、本実施例においては、分析面積Ｓ_０の試料４を分析した際と同じ照射量の１次Ｘ線２が、遮断されることなく、分析面積Ｓ_１の分析面に集中して照射される。このため、分析面積が減少しても、分析面に照射される１次Ｘ線の強度は変わらず、その結果、分析面から発生する２次Ｘ線５の強度もやはり変わらない。
【００１６】
一方、前述したように、最終的に検出器１０に入射する２次Ｘ線の強度は、分析面上の１点から発散スリット６を見込む立体角αにも比例するが、この立体角α（図３および図４には図示せず）については、従来装置と同様に、試料４と発散スリット６との位置関係が変化しないことから、Ｘ線源１４が移動しても変化しない。結局、分析面積Ｓ_１が小さくなっても、検出器１０において得られる２次Ｘ線の強度は変わらず、正確な分析ができる。
【００１７】
なお、本発明が適用される試料４から発生する２次Ｘ線５は、蛍光Ｘ線に限らず、コンプトン散乱線にも適用可能である。また、前記実施例では、Ｘ線源として、筒状でその端面からＸ線を発生する端窓式Ｘ線管を用いたが、本発明では、これに限らず、筒状でその周面からＸ線を発生する横窓式Ｘ線管を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のＸ線分析装置を示す概略正面部分断面図である。
【図２】本発明の一実施例のＸ線分析装置を示す概略平面図である。
【図３】標準サイズの分析面を分析する際の本発明の一実施例のＸ線分析装置における光学系を示す概略側面図である。
【図４】標準サイズよりも小さい分析面を分析する際の本発明の一実施例のＸ線分析装置における光学系を示す概略側面図である。
【図５】標準サイズの分析面を分析する際の従来のＸ線分析装置を示す概略側面部分断面図である。
【図６】標準サイズよりも小さい分析面を分析する際の従来のＸ線分析装置を示す概略側面部分断面図である。
【符号の説明】
２…１次Ｘ線、４…試料、５…試料から発生する２次Ｘ線、１０…検出器、１４…Ｘ線源、３２…移動手段。

Claims

１次Ｘ線を発生するＸ線源と、
１次Ｘ線が照射された試料から発生する２次Ｘ線が入射される検出器とを備えたＸ線分析装置において、
前記Ｘ線源が、モータの回転によって、前記試料に対して、前記１次Ｘ線の照射方向に沿って移動自在であり、
前記モータと、移動指令信号を受けて前記モータを適切に回転させて、前記試料の分析面の面積が減少しても、分析面に照射される前記１次Ｘ線の強度の総量が変わらないように、前記１次Ｘ線の照射方向に沿って、前記Ｘ線源を前記試料に接近させる制御手段とを有する移動手段を備えたことを特徴とするＸ線分析装置。