JP3843601B2

JP3843601B2 - X-ray fluorescence analyzer

Info

Publication number: JP3843601B2
Application number: JP13118398A
Authority: JP
Inventors: 章二桑原
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JPH1114570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数種の波長のＸ線を励起Ｘ線として使用し得るようにした蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光Ｘ線分析ではバックグラウンド低減のため、試料を照射する励起用Ｘ線（１次Ｘ線）をＸ線分光器を通して単色化することが行われている。この場合単色化されたＸ線の波長は試料中の検出しようとする元素の特性Ｘ線波長或いはそれに近い波長に選定されるから、検出しようとする元素が複数あるときは、１次Ｘ線用分光器が一つしかないときはそれら複数の元素の同時検出定量ができず、分析に時間がかゝる。そこで同時に複数種の波長の１次Ｘ線を照射できる蛍光Ｘ線分析装置が用いられている。
【０００３】
上述した同時に複数種の波長の１次Ｘ線を試料に照射できる従来の蛍光Ｘ線分析装置は、各波長毎にＸ線管とＸ線分光器を備え、使用したい一乃至複数のＸ線波長に応じて対応するＸ線管の電源をオン，オフしたり、或いはＸ線管毎のシャッターを開閉することで波長の選択切換えを行なう構成であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来装置は次のような問題があった。
複数のＸ線管と複数のＸ線分光器を用いるから装置が大型となり高価となる。
使用するＸ線波長の切換え手段が電源のオン，オフであってもシャッターの開閉であっても装置を複雑化するものであり、装置価格を押上げる。また切換えに時間がかゝる。
本発明は複数種の波長の１次Ｘ線を用い得る蛍光Ｘ線分析装置の上述したような問題を解消しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、一つのＸ線管と、そのＸ線発生点と試料が置かれる場所の一つの点とを結ぶ直線の周りに配置され、上記Ｘ線発生点をＸ線の入射点とし、上記試料が置かれる場所の一つの点をＸ線の収束点とする複数種のＸ線分光器と、前記Ｘ線の入射点と前記複数種のＸ線分光器の分光結晶との間に配置された複数組のスリット穴を有する入射側スリットと、前記複数種のＸ線分光器の分光結晶と前記Ｘ線の収束点との間に配置された複数組のスリット穴を有する出射側スリットよりなる蛍光Ｘ線分析装置において、前記複数種のＸ線分光器によって単色化される複数種の波長のＸ線を同時に、あるいは、選択して試料に照射するために、前記入射側スリットのスリット穴と前記出射側スリットのスリット穴の組み合わせを切り替える手段を備えることを特徴とする。また、入射側スリットおよび出射側スリットは、各々、一枚のスリット板上に複数組のスリット穴を有し、前記入射側スリットのスリット穴と前記出射側スリットのスリット穴の組み合わせをスリットの移動によって切り替えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施形態の一つを示す。この実施形態は三種類の１次Ｘ線を取出し使用できる構成である。図で１がＸ線管、２が試料、３がＸ線検出手段で試料から放射される蛍光Ｘ線を検出する。Ｘ線管のターゲット１ｔのＰ点は励起用電子線の焦点で、１次Ｘ線の放射点である。Ｑ点は試料分析位置で、こゝに試料２の分析点を位置させる。Ｐ点とＱ点を結ぶ直線Ａの周りに６個の分光結晶５１〜５６が配置されている（５２，５３，５５，５６の４個は図では見えていない）。各分光結晶は湾曲結晶で夫々がＰ点Ｑ点を通る夫々のローランド円上に配置されて、Ｐ点をＸ線入射点、Ｑ点をＸ線収束点とするＸ線分光器を構成している。これらの分光器は２個一組で一波長のＸ線を取出すようになっている。４はＸ線入射スリット板、６はＸ線出射スリット板である。
【０００７】
図２ＡはＸ線入射スリット板の正面図である。スリット板４は図１で紙面に垂直の方向に摺動可能であり，２組のスリット孔４１〜４６と４７が設けられている。スリット孔４１〜４６はＣ点を中心として相互の角間隔６０°に配置され、中心から各スリット孔までの距離は夫々のスリット孔と対応する分光結晶の種類と出射すべきＸ線の波長とから決まる値に設定されている。スリット板４はＣ点を図１の中心線Ａが通る位置と、スリット孔４７の中心をＡが通る位置の２位置を採ることができるようになっている。
図２Ｂはスリット板６の正面図である。スリット板６も図１で紙面に垂直の方向に摺動可能になっている。スリット板６には５組のスリット孔が設けられている。第１の組は分光結晶５１〜５６に対応する全部のスリット孔６１〜６６よりなり、第２の組は第１組のスリット孔６３と６４に相当するスリット孔６３ａと６４ａを有し、第３の組は同じく６５ａ，６６ａの二つのスリット孔を有し、第４の組は６１ａと６２ａの二つのスリット孔を有し、第５の組は中央の一組の孔６７のみを有する。スリット板６の各組のスリット孔は夫々点Ｄ₁ 〜Ｄ₅ を中心にして配置されている。各組のスリット孔６１〜６６で同じ孔番のものは夫々の組の中心から同じ距離にあり、その距離はスリット板４の対応するスリット孔４１〜４６と夫々対応する分光結晶５１〜５６とで目的の波長のＸ線を取出す分光器を構成するように設定してある。
【０００８】
スリット板４をＣ点が図１の中心線Ａ上に位置するように設定し、図２Ｂのスリット板６の第１の組のスリット孔の中心Ｄ₁ が図１の中心線Ａ上に位置するようにすると、３種類の波長のＸ線が同時に試料上のＱ点を照射する。またスリット板４を上述位置のまゝにして例えばスリット板６のＤ₃ 点を図１の中心線Ａ上に位置させれば分光結晶５５と５６により選択された一つの波長のＸ線だけが試料を照射することになる。スリット板４のスリット孔４７とスリット板６の第５組のスリット孔６７を図１の中心線Ａ上に位置させると、試料をＸ線管１から放射される全波長のＸ線で照射することができる。また同様にして図２Ｃのスリット板を用いると、３個一組のスリット二組とスリット孔６７の３種の選択切替えが出来る。従って複数のＸ線管を一々点滅して照射Ｘ線を選択或いは切換えると云った構造上、操作上の複雑さがない。
【０００９】
Ｘ線検出手段は任意の型のものが本発明に適用できる。分光結晶を用いた波長走査可能のもの、比例係数管のような波長選択機能を持ったもの或いは全波長Ｘ線を検出可能な計数管等である。上例のように複数種の波長の１次Ｘ線を同時照射し得る場合、複数の比例計数管を夫々検出したいＸ線波長に合わせて窓を設定しておくことにより複数の元素の同時検出定量が可能である。
【００１０】
Ｘ線管１のターゲットは連続Ｘ線の他にその中に含まれる元素の特性Ｘ線を放射している。スリット板４，分光結晶５１〜５６およびスリット板６で構成される各Ｘ線分光器はそれらの配置および分光結晶の種類によってこれらの特性Ｘ線の波長に合わせてあって、これらの特性Ｘ線波長のＸ線を選んで試料に照射させる。他の一例を用いて説明すると、ターゲットがＲｈであって、ＲｈＫα，ＲｈＬα線が放射され、ＲｈＫαに対応して分光結晶５１〜５３としてＬｉＦの（２００）面を用い、ＲｈＬαに対して分光結晶５４〜５６にＴＡＰが用いられる。この選択によって試料にはＲｈＬαとＲｈＫαの両線が照射される。この組合せは３個の分光結晶が一Ｘ線波長に対応し、二種の波長のＸ線を取出せるが、６個の分光結晶の各々を全部異なる波長のＸ線を取出す構成とするよりも一つの波長のＸ線強度を高めることができる。例えば２個一組なら２倍、３個一組なら３倍と言うようにＸ線強度が高まる。このように１次Ｘ線を２波長とするときはスリット板６は図２Ｃに示すように二組のスリット孔を有するものとすればよい。
【００１１】
上述したようにＲｈのＬα線，Ｋα線を用いると図３に示す特性Ｘ線のスペクトルから判るように試料中のＳ，Ｐｂ等のＳＫα線，ＰｂＬβ線を試料からの蛍光Ｘ線として検出することができる。
上述した所は１次Ｘ線の波長は３種類と２種類が選べる場合だけであるが、本発明ではもとより１次Ｘ線の選択し得る波長の種類は限定されないものである。分光結晶の数も６と限らず、４個とか８個その他でもよい。分光結晶の数を増し、図１の中心線Ａの周りの各Ｘ線分光器の分担角度範囲を小さくするとＸ線の利用効率を高めることができる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、一つのＸ線管で複数種の波長の１次Ｘ線を単独または同時に選択して試料を照射することができ、複数種のＸ線管と分光器を用いるのに比し装置が小型にできる。本発明でも複数の分光器を用いているが、それがＸ線管と試料を結ぶ一つの直線の周りに配置されているので装置が特に小型化され、しかもＸ線の利用効率も高められている。また１次Ｘ線の選択はＸ線管の点滅によらず、スリット孔群の選択だけで行われるから選択したＸ線管の立上りを待つ必要がなく、複数種の元素の分析が迅速に行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一つを示す平面図。
【図２】上の実施形態で用いられるスリット板の正面図。
【図３】二種の波長の１次Ｘ線で二種の元素の分析ができることを示すＸ線スペクトルの図。
【符号の説明】
１Ｘ線管
２試料
３Ｘ線検出手段
４スリット板（Ｘ線入射側）
５１〜５６分光結晶
４１〜４７スリット孔
６スリット板（Ｘ線出射側）
６１〜６７スリット孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzer that can use X-rays of a plurality of wavelengths as excitation X-rays.
[0002]
[Prior art]
In fluorescent X-ray analysis, in order to reduce the background, excitation X-rays (primary X-rays) that irradiate a sample are monochromatized through an X-ray spectrometer. In this case, since the wavelength of the monochromatic X-ray is selected to be the characteristic X-ray wavelength of the element to be detected in the sample or a wavelength close thereto, when there are a plurality of elements to be detected, the primary X-ray wavelength is used. When there is only one spectrometer, simultaneous detection and quantification of these multiple elements cannot be performed, and analysis takes time. Therefore, an X-ray fluorescence analyzer capable of simultaneously irradiating primary X-rays having a plurality of wavelengths is used.
[0003]
The conventional X-ray fluorescence analyzer that can irradiate a sample with primary X-rays of a plurality of wavelengths at the same time includes an X-ray tube and an X-ray spectrometer for each wavelength, and one to a plurality of X-ray wavelengths to be used. Accordingly, the wavelength is selectively switched by turning on / off the power source of the corresponding X-ray tube or opening / closing the shutter for each X-ray tube.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional device described above has the following problems.
Since a plurality of X-ray tubes and a plurality of X-ray spectrometers are used, the apparatus becomes large and expensive.
Regardless of whether the X-ray wavelength switching means to be used is on / off of the power source or whether the shutter is opened or closed, the apparatus becomes complicated, which increases the price of the apparatus. Also, it takes time to switch.
The present invention seeks to solve the above-described problems of a fluorescent X-ray analyzer that can use primary X-rays of a plurality of wavelengths.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged around a straight line connecting one X-ray tube and the X-ray generation point and one point where the sample is placed. A plurality of types of X-ray spectrometers having an X-ray incident point and a point where the sample is placed as an X-ray convergence point; the X-ray incident points and the plurality of types of X-ray spectrometers; An incident-side slit having a plurality of sets of slit holes arranged between the spectral crystals and a plurality of sets of slits arranged between the spectral crystals of the plurality of types of X-ray spectrometers and the convergence point of the X-rays In a fluorescent X-ray analysis apparatus comprising an exit-side slit having a hole, in order to irradiate a sample with a plurality of types of X-rays that are monochromatic by the plurality of types of X-ray spectrometers simultaneously or selectively, A combination of a slit hole of the entrance side slit and a slit hole of the exit side slit Characterized in that it comprises means for switching the Align. Each of the entrance side slit and the exit side slit has a plurality of sets of slit holes on a single slit plate, and the combination of the slit holes of the entrance side slit and the exit side slit moves the slit. It is characterized by switching by.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention. In this embodiment, three types of primary X-rays can be taken out and used. In the figure, 1 is an X-ray tube, 2 is a sample, and 3 is an X-ray detection means for detecting fluorescent X-rays emitted from the sample. The point P of the target 1t of the X-ray tube is the focal point of the excitation electron beam, and is the radiation point of the primary X-ray. The Q point is the sample analysis position, and the analysis point of the sample 2 is located here. Six spectral crystals 51 to 56 are arranged around a straight line A connecting the points P and Q (four of 52, 53, 55 and 56 are not visible in the figure). Each spectroscopic crystal is a curved crystal and is arranged on each Roland circle passing through the P point and the Q point, and constitutes an X-ray spectrometer having the P point as an X-ray incident point and the Q point as an X-ray convergence point. Yes. These spectrometers are designed to take out one wavelength of X-rays in pairs. 4 is an X-ray entrance slit plate, and 6 is an X-ray exit slit plate.
[0007]
FIG. 2A is a front view of the X-ray incident slit plate. The slit plate 4 is slidable in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1, and two sets of slit holes 41 to 46 and 47 are provided. The slit holes 41 to 46 are arranged at an angular interval of 60 ° around the point C, and the distance from the center to each slit hole is the type of spectral crystal corresponding to each slit hole and the wavelength of the X-ray to be emitted. It is set to a value determined from The slit plate 4 can take two positions, a position where the center line A of FIG. 1 passes through the point C and a position where A passes through the center of the slit hole 47.
FIG. 2B is a front view of the slit plate 6. The slit plate 6 is also slidable in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. The slit plate 6 is provided with five sets of slit holes. The first set consists of all the slit holes 61 to 66 corresponding to the spectral crystals 51 to 56, and the second set has slit holes 63a and 64a corresponding to the first set of slit holes 63 and 64, Similarly, the third set has two slit holes 65a and 66a, the fourth set has two slit holes 61a and 62a, and the fifth set has only one hole 67 in the center. Each set of slit holes of the slit plate 6 is disposed around the points D _{1 to} D ₅ . The slits 61 to 66 of each set having the same hole number are at the same distance from the center of each set, and the distances are the corresponding slit holes 41 to 46 of the slit plate 4 and the corresponding spectral crystals 51 to 56 respectively. Are set to constitute a spectrometer that extracts X-rays of the target wavelength.
[0008]
The slit plate 4 is set so that the point C is positioned on the center line A in FIG. 1, and the center D ₁ of the first set of slit holes of the slit plate 6 in FIG. 2B is positioned on the center line A in FIG. Then, three types of wavelengths of X-rays simultaneously irradiate the Q point on the sample. If the slit plate 4 is left in the above position, for example, if the point D _{3 of the} slit plate 6 is positioned on the center line A in FIG. 1, only the X-rays of one wavelength selected by the spectral crystals 55 and 56 are obtained. The sample will be irradiated. When the slit hole 47 of the slit plate 4 and the fifth set of slit holes 67 of the slit plate 6 are positioned on the center line A in FIG. 1, the sample is irradiated with X-rays of all wavelengths emitted from the X-ray tube 1. be able to. Similarly, when the slit plate of FIG. 2C is used, three kinds of selection switching of two sets of three slits and a slit hole 67 can be performed. Therefore, there is no operational complexity because of the structure in which a plurality of X-ray tubes are blinked one by one to select or switch the irradiated X-rays.
[0009]
Any type of X-ray detection means can be applied to the present invention. A wavelength scanning unit using a spectroscopic crystal, a unit having a wavelength selection function such as a proportional coefficient tube, or a counter tube capable of detecting all wavelength X-rays. When primary X-rays of multiple wavelengths can be irradiated simultaneously as in the above example, multiple elements can be simultaneously detected by setting windows according to the X-ray wavelengths that are to be detected respectively. Quantification is possible.
[0010]
The target of the X-ray tube 1 emits characteristic X-rays of elements contained therein in addition to continuous X-rays. Each X-ray spectrometer composed of the slit plate 4, the spectral crystals 51 to 56 and the slit plate 6 is adapted to the wavelength of these characteristic X-rays depending on their arrangement and the type of the spectral crystal. Select X-rays of wavelength and irradiate the sample. To explain using another example, the target is Rh, RhKα and RhLα rays are emitted, and the (200) plane of LiF is used as the spectral crystals 51 to 53 corresponding to RhKα. TAP is used for 54-56. By this selection, the sample is irradiated with both RhLα and RhKα lines. In this combination, three spectroscopic crystals correspond to one X-ray wavelength, and two types of X-rays can be extracted, but each of the six spectroscopic crystals can be extracted from all different X-ray wavelengths. The X-ray intensity of one wavelength can be increased. For example, the X-ray intensity is increased so that two sets are doubled and three sets are tripled. When the primary X-ray has two wavelengths as described above, the slit plate 6 may have two sets of slit holes as shown in FIG. 2C.
[0011]
As described above, when Rh Lα and Kα rays are used, SKα rays such as S and Pb and PbLβ rays in the sample are detected as fluorescent X rays from the sample as can be seen from the characteristic X-ray spectrum shown in FIG. be able to.
Although the above-mentioned place is only when the wavelength of the primary X-ray can be selected from three types and two types, the type of wavelength that can be selected from the primary X-ray is not limited in the present invention. The number of spectral crystals is not limited to six, and may be four, eight, or the like. When the number of spectral crystals is increased and the shared angle range of each X-ray spectrometer around the center line A in FIG. 1 is reduced, the utilization efficiency of X-rays can be increased.
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention, a single X-ray tube can be used to irradiate a sample by selecting primary X-rays of a plurality of wavelengths, either singly or simultaneously, compared to using a plurality of types of X-ray tubes and a spectroscope. The device can be downsized. In the present invention, a plurality of spectroscopes are used, but since the devices are arranged around one straight line connecting the X-ray tube and the sample, the apparatus is particularly miniaturized and the utilization efficiency of X-rays is enhanced. Yes. In addition, the selection of primary X-rays is performed only by selecting the slit hole group, not the blinking of the X-ray tube, so there is no need to wait for the selected X-ray tube to rise, and a plurality of elements can be analyzed quickly. It will be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a slit plate used in the above embodiment.
FIG. 3 is an X-ray spectrum diagram showing that two elements can be analyzed by primary X-rays of two wavelengths.
[Explanation of symbols]
1 X-ray tube 2 Sample 3 X-ray detection means 4 Slit plate (X-ray incident side)
51-56 Spectroscopic crystal 41-47 Slit hole 6 Slit plate (X-ray emission side)
61-67 slit hole

Claims

The X-ray tube is arranged around a straight line connecting the X-ray generation point and one point where the sample is placed. The X-ray generation point is used as an X-ray incident point, and the sample is placed. A plurality of types of X-ray spectrometers having a single point of the place as a convergence point of X-rays, and a plurality of sets arranged between the X-ray incident point and the spectral crystals of the plurality of types of X-ray spectrometers X-ray fluorescence analysis comprising an entrance-side slit having a slit hole, and an exit-side slit having a plurality of sets of slit holes arranged between the spectral crystals of the plurality of types of X-ray spectrometers and the convergence point of the X-rays In the apparatus, in order to irradiate a sample with a plurality of types of wavelengths of X-rays monochromatized by the plurality of types of X-ray spectrometers simultaneously or selectively, the slit hole of the entrance side slit and the exit side slit Having means for switching the combination of slit holes X-ray fluorescence spectrometer according to symptoms.

2. The X-ray fluorescence spectrometer according to claim 1, wherein each of the entrance-side slit and the exit-side slit has a plurality of sets of slit holes on one slit plate, and the entrance-side slit slit and the exit slit A fluorescent X-ray analyzer characterized in that the combination of slit holes of the side slits is switched by moving the slits.