JP3823146B2 - X-ray fluorescence analyzer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば河川水,血液,体液,半導体の洗浄液その他の液体試料または微細な固形物を蛍光X線分析する蛍光X線分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、この種の試料を蛍光X線分析するときに、散乱X線を極力少なくして正確な分析を行うため、バックグラウンドの小さい高分子薄膜で試料を支持することが知られている。図5に示す従来装置において、X線源24からの励起用(1次)X線B1を、ホルダHに設けられた高分子薄膜2上の試料Sに照射し、試料Sから発生する蛍光X線B2を検出器25で検出することにより、散乱X線B4の発生が抑制されたバックグランドの小さい状態で、試料Sの分析を行う。
【0003】
また、バックグランドを小さくして試料の蛍光X線分析を行う全反射型の蛍光X線分析装置も知られている。この装置は、X線源からの1次X線を試料表面に微小な角度で入射させて全反射させ、試料からの反射光線や散乱X線を検出器に入射しにくくすることにより、バックグランドを小さくする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図5の従来装置では、バックグランドを小さくできるが、試料Sに対してX線源24と検出器25が同じ側に配置されているので、試料Sに両機器24,25をともに接近させようとしても、両機器24,25同士が互いに干渉しないように、それぞれのスペースを取る必要があることから、ともに接近させる距離には限界があった。したがって、従来装置は、試料Sに対するX線源24および検出器25の距離が大きくなるので、試料Sに照射される1次X線B1および検出器25に入射する蛍光X線B2のX線強度を大きくできず、そのために検出器25の高感度化が図れないという問題があった。
【0005】
また、全反射型の蛍光X線分析装置においては、バックグランドを小さくするのにX線源から試料へ微小な角度で入射させる必要性から構造が複雑化し、かつ微小な入射角度が得られるようにX線源または試料の位置を設定するのが面倒であるという問題があった。
【0006】
本発明は上記問題点を解決して、取扱いが容易で、かつ高感度化を図ることができる蛍光X線分析装置を提供することを目的としている。
【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、本発明の一構成による蛍光X線分析装置は、液体または固形物からなる試料を保持するX線透過性の保持材と、前記試料の一方側に配置されて前記試料に前記保持材とともに励起用X線を照射するX線源と、前記試料の他方側に配置されて前記試料から発生する蛍光X線の強度を検出する検出器とを備え、前記試料を挟んで前記X線源と前記検出器とが、前記X線源からの励起用X線が前記検出器に入らないように互いに斜めに配置されている。ここで、X線透過性の保持材とはX線を90%以上透過する保持材を意味する。
【0008】
上記構成によれば、試料をX線透過性の保持材で保持し、X線源と検出器はこの試料を挟んで反対側で互いに斜めに配置するので、X線源からの励起用X線を保持材とともに試料に照射することができるとともに、X線源と検出器とは同じ側でなくかつ互いに斜めに配置されているから、両機器同士の干渉を考慮する必要がなく、両機器をともに試料Sに接近させることができる。したがって、X線源から試料への励起用X線および試料から検出器への蛍光X線のX線強度を大きくして、検出器の高感度化を容易に図ることができる。
【0009】
好ましくは、前記試料の一方側のX線源と保持材間、および他方側の検出器と保持材間のうち、少なくとも一方の間に、前記X線源からの励起用X線が前記検出器に入射するのを阻止するスリットが配置されている。したがって、スリットにより、X線源からの励起用X線が検出器に直接入射するのを阻止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る蛍光X線分析装置の側面図を示す。本装置は、河川水,血液,体液,半導体の洗浄液その他の液体または微細な固形物からなる試料Sを蛍光X線分析する装置であり、上記試料Sを保持するX線透過性の保持材2と、試料Sに励起用(1次)X線B1を照射するX線源4と、試料Sから発生する蛍光X線B2の強度を検出する半導体検出器のようなエネルギー分散型の検出器5と、その出力信号を受けて試料Sの分析を行う分析器6とを備えている。
【0011】
本装置は、上記試料Sの下方側の斜め下方にX線源4が配置され、試料Sの上方側に対向して検出器5が配置されている。なお、図1の配置を上下逆にして、試料Sの上方側に検出器5を配置し、下方側にX線源4を配置してもよい。
【0012】
本装置は、上記X線源4からの1次X線B1が保持材2上の試料Sに向けて上方へ照射されるものであり、X線源4と試料Sの間に保持材2が介在しているが、この保持材2は、例えば高分子薄膜や紙等の部材からなり、大部分のX線を透過するので、保持材2上の試料Sに1次X線B1を照射することができる。上記保持材2は例えばリング状のフレーム3に支持され、このフレーム3はその側方で図示しない支持部材を介して装置本体に固定される。また、空気の散乱によるX線の減衰を少なくするため、X線の経路は真空引きされる。
【0013】
さらに、本装置は、試料Sの下方側のX線源4と保持材2間にスリット7が、上方側の検出器6と保持材2間にスリット8がそれぞれ配置されており、X線源4からの1次X線B1が検出器6に入射するのを阻止している。従って、スリット7,8により、X線源4からの1次X線B1が検出器5に直接入射するのを阻止することができる。
【0014】
本装置は,上記両方の間にスリット7,8を設けているが、1次X線B1が検出器6に入射するのを阻止できれば、いずれか一方の間のみに設けるようにしてもよい。また、スリット8を、検出器6に入射する蛍光X線B2の発生領域を制限するためグランス角を設定するスリットと兼用することもできる。
【0015】
上記構成の蛍光X線分析装置を用いて試料Sの分析を行う場合、この試料Sとしては、特に液体が好適に使用される。例えば河川水を分析するとき、その液体(例えば10〜500μリットル)を保持材2に滴下する。この液体は蒸発乾燥して濃縮される。このような液体の滴下と乾燥を繰り返すことにより、保持材2上に試料Sは微細な固形物として集積される。
【0016】
なお、X線経路は真空引きされるので、液体の試料Sをそのまま蛍光X線分析する場合には、液体の試料Sを例えばX線透過性で透明な気密のチューブからなる保持材に入れて分析を行う。
【0017】
上記試料Sの下方に配置したX線源4から出射した励起用(1次)X線B1は、保持材2上の試料Sに照射される。試料Sから発生する蛍光X線B2は、試料Sの上方に対向して配置した検出器5で検出され、その出力信号を受けた分析器6により、試料Sの蛍光X線分析を行う。
【0018】
本装置は、X線源4が試料Sの下方側、検出器5が試料Sに対して上方側というように、試料に対して両機器4,5が反対側に配置されているので、両機器4,5同士の干渉を考慮することがなく、試料Sと両機器4,5間をともにできる限り接近させることができ、試料SとX線源4間の距離L1、および試料Sと検出器5間の距離L2をともに小さくできる。X線強度は、距離の2乗の逆数、つまり1/(L1)2 ,1/(L2)2 に比例して減衰するので、距離が小さいほどX線強度を大きく維持でき、しかも1/(L1)2 と1/(L2)2 が掛け合わされるので、各間の距離L1,L2がともに小さいと、検出器5に入射する蛍光X線B2のX線強度は大きなものとなる。これにより、図5の従来装置に比較して、検出器5の検出感度を例えば10倍にすることができ、検出器5の高感度化を図ることができる。
【0019】
このように、本装置は、X線透過性の保持材2で保持された試料Sを挟んでX線源4と検出器5を反対側に配置するだけで、全反射型の蛍光X線分析装置に比較して、面倒な調整作業を必要とせずに、高感度化を図ることができる。また、試料Sに対してX線源4および検出器5を必ず同じ側に配置するという設計上の制約もないので、設計の自由度が向上する。
【0020】
図2は第2実施形態の蛍光X線分析装置を示す。本装置は、試料Sの下方側に対向してX線源4を配置し、試料Sの上方側の斜め上方に検出器5を配置する。その他の構成は図1と同様である。なお、図2の配置を上下逆にして、試料Sの上方側に検出器5を配置し、下方側にX線源4を配置するようにしてもよい。
【0021】
本装置は、第1実施形態と同様に、X線源4,検出器5をともに試料Sに接近させることができ、試料Sに対するX線源4および検出器5の距離を小さくできるので、検出器5の高感度化を図ることができる。
【0022】
図3は第3実施形態の蛍光X線分析装置を示す。本装置は、試料Sの下方側に対向して検出器5を配置し、試料Sの上方側の斜め上方に、2台のX線源4A,4Bを配置し、試料Sに対して各1次X線B1を照射するように配置する。その他の構成は図1と同様である。なお、図3の配置を上下逆にして、試料Sの上方側に検出器5を配置し、下方側にX線源4A,4Bを配置するようにしてもよい。
【0023】
本装置は、X線源4A,4Bおよび検出器5をともに試料Sに接近させることができ、試料Sに対するX線源4A,4Bおよび検出器5の距離を小さくできる。それとともに、第1実施形態と比較して、2台のX線源4A,4Bで試料Sを照射するので1次X線B1のX線強度が2倍になるから、検出器5の高感度化をより一層図ることができる。
【0024】
図4は第4実施形態の蛍光X線分析装置を示す。本装置は、波長分散型の検出器15を使用している。
【0025】
本装置は、試料Sを保持するX線透過性の保持材2と、試料Sに励起用(1次)X線B1を照射するX線源4と、試料Sから発生する蛍光X線B2を分光する分光器10と、分光器10からの蛍光X線B3の強度を検出する検出器15とを備えている。分光器10と検出器15とはゴニオメータ12に取り付けられており、分光器10の回動に応じて、検出器15を分光器10からの蛍光X線B3を検出可能に回動させる。
【0026】
本装置は、試料Sの下方側にX線源4が配置され、試料Sの上方側に分光器10および検出器15が配置されている。なお、図4の配置を上下逆にして、試料Sの上方側にX線源4を配置し、下方側に分光器10および検出器15を配置するようにしてもよい。また、ゴニオメータを試料Sの周りに複数設けた多重同時分析型としてもよい。
【0027】
このように、本装置は、上記X線源4と、分光器10および検出器15とが、試料Sに対して反対側に配置されており、同じ側に配置されていないので、X線源4と分光器10および検出器15との干渉を考慮することがなく、分光器10を試料Sにできるだけ接近させることができる。したがって、試料SにX線源4および分光器10を接近させることができ、第1実施形態と同様に、検出器15に入射するX線強度を大きくして、高感度化を図ることができる。また、試料Sに対してX線源4と分光器10および検出器15とを必ず同じ側に配置するという設計上の制約もないので、設計の自由度が向上する。
【0028】
なお、上記実施形態ではX線を励起線としているが、電子線を励起線としてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、試料をX線透過性の保持材で保持し、X線源と検出器はこの試料を挟んで反対側に配置するので、X線源からの励起用X線を保持材を介して試料に照射することができるとともに、X線源と検出器とは同じ側に配置されていないので、両機器同士の干渉を考慮する必要がなく、両機器をともに試料Sに接近させることができる。したがって、X線源から試料への励起用X線および試料から検出器への蛍光X線のX線強度を大きくして、検出器の高感度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る蛍光X線分析装置を示す側面図である。
【図2】第2実施形態に係る蛍光X線分析装置を示す側面図である。
【図3】第3実施形態に係る蛍光X線分析装置を示す側面図である。
【図4】第4実施形態に係る蛍光X線分析装置を示す側面図である。
【図5】従来の蛍光X線分析装置を示す側面図である。
【符号の説明】
2…保持材、4…X線源、5…検出器、7,8…スリット、S…試料、B1…励起用(1次)X線、B2…蛍光X線。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescent X-ray analysis apparatus that performs fluorescent X-ray analysis of, for example, river water, blood, body fluid, semiconductor cleaning liquid and other liquid samples or fine solids.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when this type of sample is subjected to fluorescent X-ray analysis, it is known to support the sample with a polymer thin film having a small background in order to perform accurate analysis with as little scattered X-rays as possible. In the conventional apparatus shown in FIG. 5, the excitation (primary) X-ray B1 from the
[0003]
A total reflection type X-ray fluorescence analyzer that performs X-ray fluorescence analysis of a sample with a small background is also known. In this device, primary X-rays from an X-ray source are incident on a sample surface at a minute angle and totally reflected to make it difficult for incident light rays and scattered X-rays to enter a detector. Make it smaller.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus of FIG. 5, the background can be reduced, but since both the
[0005]
Further, in the total reflection type X-ray fluorescence analyzer, the structure becomes complicated and the minute incident angle can be obtained because it is necessary to make the background incident from the X-ray source to the sample at a minute angle. However, it is troublesome to set the position of the X-ray source or the sample.
[0006]
An object of the present invention is to provide a fluorescent X-ray analyzer that solves the above-described problems and is easy to handle and can be highly sensitive.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a fluorescent X-ray analyzer according to the configuration of the present invention, the X-ray transparent holding member for holding a sample of the liquid or solid, is placed on one side of the sample the An X-ray source that irradiates the sample with the X-ray for excitation together with the holding material, and a detector that is disposed on the other side of the sample and detects the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample, and sandwiches the sample The X-ray source and the detector are arranged obliquely so that the excitation X-ray from the X-ray source does not enter the detector . Here, the X-ray transmissive holding material means a holding material that transmits 90% or more of X-rays.
[0008]
According to the above configuration, the sample is held by the X-ray transmissive holding material, and the X-ray source and the detector are arranged obliquely on the opposite side across the sample. it is possible to irradiate the specimen together with the holding member, and from being disposed and obliquely to each other rather than on the same side from the X-ray source and the detector, it is not necessary to consider the interference of both devices to each other, the both devices Both can be brought close to the sample S. Accordingly, it is possible to easily increase the sensitivity of the detector by increasing the X-ray intensity of the X-ray for excitation from the X-ray source to the sample and the fluorescent X-ray from the sample to the detector.
[0009]
Preferably, the X-ray for excitation from the X-ray source is between the X-ray source on one side of the sample and the holding material and between at least one of the detector on the other side and the holding material. A slit is disposed to prevent the light from entering the light. Therefore, the slit can prevent the excitation X-ray from the X-ray source from directly entering the detector.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a side view of an X-ray fluorescence spectrometer according to the first embodiment of the present invention. This apparatus is an apparatus for X-ray fluorescence analysis of a sample S made of river water, blood, body fluid, semiconductor cleaning liquid or other liquid or a fine solid, and an X-ray
[0011]
In the present apparatus, an
[0012]
In this apparatus, the primary X-ray B1 from the
[0013]
Further, this apparatus is provided with a
[0014]
In the present apparatus, the
[0015]
When the sample S is analyzed using the fluorescent X-ray analyzer having the above-described configuration, a liquid is particularly preferably used as the sample S. For example, when analyzing river water, the liquid (for example, 10 to 500 μl) is dropped on the
[0016]
Since the X-ray path is evacuated, when the liquid sample S is subjected to fluorescent X-ray analysis as it is, the liquid sample S is placed in a holding material made of, for example, an X-ray transparent and airtight tube. Perform analysis.
[0017]
Excitation (primary) X-rays B1 emitted from the
[0018]
In this apparatus, since both the
[0019]
As described above, the present apparatus simply arranges the
[0020]
FIG. 2 shows a fluorescent X-ray analyzer according to the second embodiment. In this apparatus, the
[0021]
As in the first embodiment, this apparatus can bring both the
[0022]
FIG. 3 shows a fluorescent X-ray analyzer according to the third embodiment. In this apparatus, the
[0023]
In this apparatus, both the
[0024]
FIG. 4 shows a fluorescent X-ray analyzer according to the fourth embodiment. This apparatus uses a
[0025]
This apparatus includes an X-ray
[0026]
In this apparatus, the
[0027]
Thus, in this apparatus, the
[0028]
In the above embodiment, X-rays are used as excitation lines, but electron beams may be used as excitation lines.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sample is held by the X-ray transmissive holding material, and the X-ray source and the detector are disposed on the opposite sides with the sample interposed therebetween. The sample can be irradiated with X-rays through the holding material, and the X-ray source and the detector are not arranged on the same side, so there is no need to consider interference between the two devices. The sample S can be approached. Therefore, the sensitivity of the detector can be increased by increasing the X-ray intensity of the X-ray for excitation from the X-ray source to the sample and the fluorescent X-ray from the sample to the detector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a fluorescent X-ray analysis apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a fluorescent X-ray analyzer according to a second embodiment.
FIG. 3 is a side view showing a fluorescent X-ray analysis apparatus according to a third embodiment.
FIG. 4 is a side view showing a fluorescent X-ray analysis apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a side view showing a conventional X-ray fluorescence analyzer.
[Explanation of symbols]
2 ... holding material, 4 ... X-ray source, 5 ... detector, 7, 8 ... slit, S ... sample, B1 ... excitation (primary) X-ray, B2 ... fluorescent X-ray.
Claims (2)
前記試料の一方側に配置されて前記試料に前記保持材とともに励起用X線を照射するX線源と、
前記試料の他方側に配置されて前記試料から発生する蛍光X線の強度を検出する検出器とを備え、
前記試料を挟んで前記X線源と前記検出器とが、前記X線源からの励起用X線が前記検出器に入らないように互いに斜めに配置されている蛍光X線分析装置。An X-ray transmissive holding material for holding a liquid or solid sample;
An X-ray source for irradiating excitation X-ray with the holding member in the sample is disposed on one side of said sample,
A detector that is disposed on the other side of the sample and detects the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample ;
An X-ray fluorescence analyzer in which the X-ray source and the detector are arranged obliquely with respect to each other so that excitation X-rays from the X-ray source do not enter the detector with the sample interposed therebetween .
前記試料の一方側のX線源と保持材間、および他方側の検出器と保持材間のうち、少なくとも一方の間に、前記X線源からの励起用X線が前記検出器に入射するのを阻止するスリットが配置されている蛍光X線分析装置。In claim 1,
X-rays for excitation from the X-ray source enter the detector between at least one of the X-ray source on one side of the sample and the holding material and between the detector on the other side and the holding material. X-ray fluorescence analyzer in which a slit for preventing the above is arranged.
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