JP4423230B2

JP4423230B2 - Ｘ線検出器の不感時間の測定方法

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Publication number: JP4423230B2
Application number: JP2005148039A
Authority: JP
Inventors: 智康上田; 義泰伊藤; 和彦表
Original assignee: Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: EP1724610A1; US20060285642A1; US7342997B2; JP2006322885A; EP1724610B1

Description

本発明は、パルス型のＸ線検出器における不感時間の測定方法に関するものである。

パルス型のＸ線検出器，例えば，比例計数管，シンチレーションカウンタ，半導体検出器（例えば，アバランシェ・フォト・ダイオード）などは，Ｘ線強度をＸ線の光子（粒子）の数としてカウントするものであり，原理上，有限の不感時間に基づく数え落としが生じる。二つのＸ線光子が所定の時間よりも短い時間間隔でパルス型のＸ線検出器に入射すると，それらは分離して測定することが不可能になり，１個以下のＸ線光子としてカウントされる。上述の所定の時間を不感時間（dead time）と呼ぶ。不感時間には，検出器固有のものと，波高分析器などの電子回路に由来するものがあるが，この出願では，Ｘ線検出器の最終的な出力から見た不感時間（検出器全体として見た場合の不感時間）を対象としている。

次に，不感時間を考慮したＸ線検出強度の補正式を説明する。図１の（１）式は，増幅回路を使用した窒息型検出器におけるＸ線検出強度の補正式である。この式において，Ｉ_obsはＸ線検出器で実際に記録されたＸ線強度，Ｉ_truはＸ線検出器に入射した真のＸ線強度，τは不感時間である。Ｘ線強度の単位は単位時間当たりのカウント数（例えば，ｃｐｓ）である。図２は，（１）式をグラフに示したものである。横軸がＩ_tru，縦軸がＩ_obsである。直線１０は，Ｉ_obsがＩ_truに等しいときのグラフであり，数え落としがない場合（すなわち，不感時間がゼロの場合）の理想的な状態である。有限の不感時間τがある場合は，上述の（１）式の形は山形の曲線となり，Ｉ_tru＝１／τにおいてＩ_obsが最大値となる。

（１）式を，Ｉ_truが左辺になるように書き換えると，図１の（２）式のようになる。この（２）式は，記録Ｘ線強度Ｉ_obsと不感時間τとを用いて，真のＸ線強度Ｉ_truを求める式となる。（２）式におけるｅｘｐの入れ子は無限に続いている。現実の計算においては，入れ子の数を所定数のところで打ち切ることになるが，所定数を十分大きくすれば，十分な精度で，真のＸ線強度を求めることができる。入れ子の数を３個で打ち切ったときの形を，（３）式として例示する。

図３は，（２）式における入れ子の数に応じて，（２）式の計算値，すなわち，真のＸ線強度の計算値Ｉ_tru，がどのように変化するかを示したグラフである。この場合，記録Ｘ線強度Ｉ_obsを２０万ｃｐｓ，不感時間τを「８×１０のマイナス７乗」秒として計算している。入れ子の数を増やしていくと計算値は収束していくが，図３から明らかなように，入れ子の数を１０程度にすれば，入れ子の数を無限大にした場合とほぼ同じ計算結果が得られることが分かる。

したがって，入れ子の数を十分に大きくすれば，上述の（２）式に基づいて，記録Ｘ線強度Ｉ_obsと不感時間τを用いて，真のＸ線強度Ｉ_truを十分な精度で求めることができる。

上述のように，不感時間τが分かれば，記録Ｘ線強度Ｉ_obsから真のＸ線強度を計算できるので，数え落としの補正をするには，不感時間τを正しく求めることが重要になる。不感時間の求め方の従来方法は，例えば，次の二つの公知文献に記載されている。
新版Ｘ線回折要論，カリティ著，松村源太郎訳，株式会社アグネ，１９８０年，１８１頁実験物理学講座２０・Ｘ線回折，高良和武責任編集，共立出版株式会社，１９８８年，１４７−１４８頁

非特許文献１では，均一な厚さの金属箔を複数枚重ねて，これをＸ線光路に挿入し，金属箔を１枚ずつ取り除きながら，Ｘ線強度を記録している。取り除かれた金属箔の数を横軸にとり，記録したＸ線強度（ｃｐｓ）を対数目盛りの縦軸にとると，取り除いた金属箔の数が少ないところでは（すなわち，Ｘ線強度が小さくて数え落としの少ないところでは），取り除いた金属箔の数と，記録したＸ線強度の対数とが比例関係になる。一方，取り除いた金属箔の数が多くなると（すなわち，Ｘ線強度が大きくなって数え落としが増えてくると），取り除いた金属箔の数と，記録したＸ線強度の対数とは，比例関係から外れてくる。このようなグラフから，Ｘ線強度がどの程度になったら数え落としの影響が増大するのかを判断することができる。また，Ｘ線強度が小さいときの上述の比例関係を延長していけば，Ｘ線強度が大きいときの真のＸ線強度を推定することができて，その推定Ｘ線強度と，記録したＸ線強度とを用いて，上述の（１）式に基づいて，不感時間を求めることも可能である。

金属箔の枚数によってＸ線強度を変える代わりに，Ｘ線管の管電流を変える方法も知られている。これを説明すると，Ｘ線管のＸ線強度は管電流に比例するので，管電流の小さいところでＸ線強度を測定し（このときは，記録Ｘ線強度と真のＸ線強度とはほぼ等しい），次に，数え落としが生じるほどに管電流を大きくしてからＸ線強度を測定して，そのときの記録Ｘ線強度と，推定した真のＸ線強度（管電流に比例するものとして計算する）とから，不感時間を求めることができる。

また，非特許文献２では，不感時間を実験的に決定する方法として，２線源法の文献を紹介している。

不感時間を実験的に求めるためには，真のＸ線強度を何らかの手法で推定する必要がある。上述のように管電流に基づいて真のＸ線強度を推定すると，次の問題がある。まず，管電流を変えてからＸ線強度が安定するまでに３０分程度の時間がかかる。また，管電流と，Ｘ線検出器に入射するＸ線強度とが本当に比例するかどうかが，必ずしも保証されていない。例えば，管電流が変わることによってターゲット上のフォーカス位置が変わるので，Ｘ線検出器に到達した時点でのＸ線強度は，必ずしも管電流に比例しない。特にＸ線源とＸ線検出器の間に多層膜ミラーなどの光学素子が挿入されると，管電流とＸ線検出器の入射Ｘ線強度とは全く比例しなくなる。また，真のＸ線強度を推定するためには，管電流値が小さいところで検出したＸ線強度を使うことになるので，推定された高いＸ線強度そのものの精度があまり良くない。

管電流を使わない場合でも，真のＸ線強度を何らかの手法で推定して不感時間を求めれば，不感時間の測定精度は，真のＸ線強度の推定手法の精度に依存することになる。

本発明は，上述の問題点を解決するためになされたものであり，その目的は，真のＸ線強度を推定することなく，きわめて短時間で，かつ，高精度に不感時間を測定できるような不感時間の測定方法を提供することにある。

本発明は，パルス型のＸ線検出器の不感時間の測定方法であって，次の各段階を備えている。（ア）Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に至るＸ線光路の状態を変更できる第１条件と第２条件であって，それらの条件の設定状態を変更することで前記Ｘ線検出器に入射する入射Ｘ線強度が変化するような第１条件と第２条件を選定する段階であり，前記第１条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの状態であり，前記第２条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの開口高さの制限である，段階。（イ）前記第１条件について，少なくとも３個の設定状態を選定する段階。（ウ）前記第２条件について，第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度とが互いに異なるように，かつ，前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のいずれにおいても，前記第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と前記第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度との比率が一定になるように，前記第１の設定状態と前記第２の設定状態を選定する段階。（エ）前記第２条件を前記第１の設定状態に設定する段階。（オ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第１記録Ｘ線強度として記録する第１の記録段階。（カ）前記第２条件を前記第１の設定状態から前記第２の設定状態に変更する段階。（キ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第２記録Ｘ線強度として記録する第２の記録段階。（ク）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれについて，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度と前記比率と前記不感時間との関係を定める関係式を作成し，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度を既知数とし，前記比率と前記不感時間を未知数として，前記関係式が最も満足されるように，前記比率と前記不感時間を決定する段階。

上述の（ク）の段階において，前記比率が既知の場合は，不感時間だけを未知数として，不感時間を決定することもできる。

第１条件は，滑らかなスキャンができて良好な再現性を有する変化量であることが好ましい。また，第２条件は，第１条件における状態変化のいずれにおいても，第１設定状態におけるＸ線検出器への入射Ｘ線強度と第２設定状態における入射Ｘ線検出強度との比率が一定になるようなものを選定する。そして，第１条件と第２条件の組み合わせのうち，すくなくともどこかの部分では，パルスの数え落としが生じるような大きなＸ線強度が得られることも大切である。

第１条件の設定状態の数は３個以上である。この設定状態の数を多くすればするほど，不感時間の決定精度が向上する。発明者らの実験によれば，第１条件の設定状態を３個にした場合でも，本発明に従って最小二乗法で決定した記録Ｘ線強度と，実際の記録Ｘ線強度との誤差は，５％の範囲内に収まっている。したがって，第１条件の設定状態の数は３個でも，本発明は有効に機能する。ただし，不感時間の精密化のためには，第１条件の設定状態の数はもっと多くするのが好ましく，できれば１０個以上，より好ましくは１００個以上とする。

第１条件は，Ｘ線光路に配置されたスリットの状態であるが，このスリットの状態変化としては，例えば，受光スリットのスリット幅を変化させること，幅一定の受光スリットをＸ線光路に垂直な方向に移動させること，発散スリットのスリット幅を変化させること，幅一定の発散スリットをＸ線光路に垂直な方向に移動させること，などを採用できる。

本発明によれば，第１条件の少なくとも三つの設定状態と，第２条件の二つの設定状態との組み合わせを用いて，比較的多くの記録Ｘ線強度を求めて，所定の関係式に基づいて，例えば最小二乗法によるフィッティングによる最適化を行うことで，不感時間を精密に決定している。これにより，真のＸ線強度を推定することなく，短時間で，かつ，高精度に不感時間を測定することができる。

以下，図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。まず，本発明の理論を説明する。図１の（１）式は，既に述べたように，増幅回路を使用した窒息型検出器におけるＸ線検出強度の補正式である。これを書き換えたものが（２）式である。（２）式は，記録Ｘ線強度Ｉ_obsと不感時間τとを用いて，真のＸ線強度Ｉ_truを求める式である。（２）式の右辺は，記録Ｘ線強度Ｉ_obsと不感時間τの関数であるから，その関数形をｆで表すと，（２）式は（４）式のように表現できる。

本発明は，不感時間を求めるためにＸ線検出器を用いてＸ線強度を記録しているが，そのときに，第１条件と第２条件とを用いている。第１条件は，少なくとも３個，好ましくは１０個以上，できれば１００個程度の設定状態を用いる。一方，第２条件は，二つの設定状態を用いる。第２条件が第１の設定状態にあるときの記録Ｘ線強度を，第１記録Ｘ線強度と呼ぶことにし，これをＩ_obs1で表す。また，第２条件が第２の設定状態にあるときの記録Ｘ線強度を第２記録Ｘ線強度と呼ぶことにし，これをＩ_obs2で表す。第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1に対応する第１の真のＸ線強度をＩ_tru1で表し，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2に対応する第２の真のＸ線強度をＩ_tru2で表す。第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1と，第１の真のＸ線強度Ｉ_tru1との間には，（１）式と同様に，（５）式の関係が成立する。同様に，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2と，第２の真のＸ線強度Ｉ_tru2との間には，（６）式の関係が成立する。

そして，第２の真のＸ線強度Ｉ_tru2は，（７）式に示すように，第１の真のＸ線強度Ｉ_tru1に比例し，後者に対する前者の比率はｋである。この比率ｋは，第１条件のいずれの設定状態においても一定である。言い換えれば，そのように一定になるように，第２条件の二つの設定状態を選んでいるものである。この点が本発明の重要なポイントである。

（７）式を（６）式に代入すると，第２の真のＸ線強度Ｉ_tru2が消えて，（６）式は（８）式のようになる。さらに，（４）式を使って，第１の真のＸ線強度Ｉ_tru1を第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1で書き換えると，（８）式は（９）式のようになる。この（９）式が，本発明で用いる所定の関係式である。この（９）式は，第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2，比率ｋ，不感時間τの四者の間の関係を定める関係式である。このうち，第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1と第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2は実際に記録される値であり，既知数である。一方，比率ｋと不感時間τが未知数であり，これは以下に述べる手順によって，同時に求めることができ，その結果として，不感時間τを精密に決定することができる。

図４は，第１条件の変化及び第２条件の変化と，それに伴うＸ線強度の変化を，概略的に示したグラフである。第２条件を第１の設定状態にして，第１条件を変化させながらＸ線検出器でＸ線強度を記録すると，第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1と，それに対応する第１の真のＸ線強度Ｉ_tru1は，例えば，図４のグラフに示すように変化する。次に，第２条件を第１の設定状態から第２の設定状態に変更して，第１の設定状態のときと同様に，第１条件を変化させながらＸ線検出器でＸ線強度を記録すると，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2が得られ，その第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2と，それに対応する第２の真のＸ線強度Ｉ_tru2は，例えば，図４のグラフに示すように変化する。第２条件の第２の設定状態の方が第１の設定状態よりも，Ｘ線強度が大きいので，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2の方が，数え落としの影響が強く出て，第２の真のＸ線強度Ｉ_tru2から，より大きく離れている。本発明を実施するに当たっては，図４のグラフに示すように，少なくとも，第１条件と第２条件の組み合わせのどこかの部分では，数え落としの影響が顕著に生じるような大きなＸ線強度を記録することが大切である。

次に，第１条件と第２条件を具体化して，本発明を実施するための光学系の例を説明する。図５は本発明を実施するための一例としてのＸ線光学系の平面図である。この光学系では，第２条件として吸収板の有無を採用し，第１条件として受光スリットのスリット幅の変化を採用している。図５（Ａ）に示すように，この光学系は，Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の間に，発散スリット１６と，吸収板１８と，受光スリット２０が配置されている。発散スリット１６は，Ｘ線源１２からのＸ線ビーム１９の発散角を制限するとともに，不要な散乱Ｘ線がＸ線検出系に入るのを防ぐ。吸収板１８はＸ線光路に挿入したり，Ｘ線光路から取り除いたりすることができる。受光スリット２０は，二つのスリット片２２，２４からなり，それぞれのスリット片２２，２４はＸ線光路に対して垂直な方向に（図５における上下方向に）移動可能である。二つのスリット片２２，２４の間隔がスリット幅Ｗである。この光学系では，二つのスリット片２２，２４を逆方向に連動させることで，スリット幅Ｗを対称的に広げたり狭めたりことができる。スリット幅Ｗの変化が本発明における第１条件の設定状態の変化に相当する。吸収板１８をＸ線光路に挿入した状態，すなわち，図５（Ａ）の状態が，第２条件の第１の設定状態に相当し，吸収板１８をＸ線光路から取り除いた状態，すなわち，図５（Ｂ）の状態が，第２条件の第２の設定状態に相当する。吸収板１８をＸ線光路に挿入すると，Ｘ線は吸収板１８に所定量だけ吸収されて，Ｘ線強度は減衰する。吸収板１８を通過することで，Ｘ線強度は１／ｋに減衰する。ここで，ｋは，本発明における「第１の設定状態における入射Ｘ線強度と第２の設定状態における入射Ｘ線強度との比率」に相当する。

図５（Ａ）において，吸収板１８をＸ線光路に挿入して，Ｘ線検出器１４で第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1を次のように記録する。スリット幅Ｗを，Ｗ１〜Ｗｎまで，ΔＷ刻みで変化させて，ｎ個のスリット幅について，第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs11〜Ｉ_obs1nを記録する。次に，図５（Ｂ）に示すように，吸収板１８をＸ線光路から取り除いて，Ｘ線検出器１４で第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2を次のように記録する。第１記録段階と同様に，スリット幅Ｗを，Ｗ１〜Ｗｎまで，ΔＷ刻みで変化させて，ｎ個のスリット幅について，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs21〜Ｉ_obs2nを記録する。このような記録処理を図６のグラフに模式的に示す。横軸はスリット幅Ｗの変化であり，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，……，Ｗｎと変化する（実際の測定ではスリット幅Ｗは連続的に変化していて，Ｘ線強度の記録を所定のΔＷの刻みで実施している）。縦軸は記録Ｘ線強度である。第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1として，Ｉ_obs11，Ｉ_obs12，Ｉ_obs13，……，Ｉ_obs1nが得られる。また，第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2として，Ｉ_obs21，Ｉ_obs22，Ｉ_obs23，……，Ｉ_obs2nが得られる。

図６において，スリット幅Ｗの制御の再現性は大切である。例えば，Ｉ_obs11を記録したときのスリット幅Ｗ１と，Ｉ_obs21を記録したときのスリット幅Ｗ１は，同じであることが前提である。これについて，本発明で使用したＸ線回折装置では，受光スリットのスリット幅の最小分解能は０．５μｍであり，制御の再現性も，少なくとも最小分解能と同等に保たれている。

このようにして記録した記録Ｘ線強度について，図７の（１０）式に示すように，ｎ個の関係式を作ることができる。そして，この（１０）式を最も満足するように，比率ｋと不感時間τを決定する。そして，この（１０）式に基づいて，最小二乗法を用いることで，最も確からしいｋとτを決定することができる。すなわち，試行錯誤的にｋとτを仮定し，そのときの（１０）式の各関係式の右辺と左辺の差を求めて，その差を二乗して，それを合計して，その合計値が最小になるように，ｋとτを決定する。

図８は，第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1と第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2を実測したグラフである。このグラフは次のような条件で測定したものである。基本的には，図５に示した光学系を利用した。ただし，Ｘ線源１２と発散スリット１６の間に，多層膜ミラーと，Ｇｅ（２２０）結晶を用いた４結晶モノクロメータとを挿入した。Ｘ線源１２としてはＣｕＫα線を用いている。吸収板１８は厚さ０．１ｍｍのアルミニウム板である。Ｘ線検出器１４はシンチレーションカウンタである。第１条件としては，受光スリット２０のスリット幅Ｗの変化ではなくて，受光スリット２０の位置の変化（横方向の移動）を選定した。すなわち，受光スリット２０の中心位置（スリット幅Ｗの中心位置）が０〜１ｍｍの範囲で変化するように，受光スリット２０の全体を，図５（Ａ）の下から上に向かって，連続的に移動させた。所要時間は１分間である。受光スリット２０の中心位置の原点は，Ｘ線検出器１４による検出強度がほぼゼロになる位置とした。受光スリット２０の移動距離の４μｍ刻みごとにＸ線強度を測定して，約２４０点のＸ線強度を記録した。その後，図７の（１０）式に示すように約２４０個の関係式を作成し，最小二乗法を用いて，図８のグラフに最も合致するように，比率ｋと不感時間τを精密に決定した。最小二乗法によるフィッティングに要するコンピュータの計算時間は１秒程度である。なお，図１の（２）式のｅｘｐの入れ子の数は２０個で打ち切って計算をした。このフィッティングで得られた比率ｋは１０．３２であり，不感時間τは「７．７×１０のマイナス７乗」秒である。最適にフィッティングされた状態での，記録Ｘ線強度と計算値との誤差は，各測定点において，１％未満に収まっている。このように，最小二乗法によるフィッティングを用いることで，不感時間を精密に決定できると同時に，フィッティングによる誤差も把握できるので不感時間の正しさも検証できる。

この測定例から明らかなように，第１記録強度を約２４０個測定するのに約１分間で済み，第２記録強度についても同様に約１分間で済む。したがって，管電流に基づいて真のＸ線強度を推定する従来方法（管電流が安定するまでに約３０分かかる）と比較すると，きわめて短時間で，不感時間を精密に決定することができる。このように，多数の記録Ｘ線強度に基づいて最小二乗法でフィッティングをするので，１点当たりの記録Ｘ線強度の正確性は，測定結果にほとんど影響を及ぼさない。ゆえに，上述のように約２４０点のＸ線強度を１分間で記録しても，不感時間を高精度に決定できる。

これまでの説明では，第２条件として吸収板の有無を，第１条件として受光スリットのスリット幅の変化または受光スリットの横移動を採用したが，本発明は，これに限らず，さまざまな条件設定が可能である。以下に，条件設定の変更例を説明する。

図９（Ａ）は標準的なＸ線ディフラクトメーターのＸ線光学系の平面図である。この図は，Ｘ線源１２からのＸ線ビーム１９を，直接，Ｘ線検出器１４で検出するときの状態を示している。Ｘ線源１２から出射されたＸ線ビーム１９は，発散スリット１６と入射側ソーラスリット２８と受光側ソーラスリット３０と受光スリット２０を経て，Ｘ線検出器１４に到達する。Ｘ線検出器１４と受光側ソーラスリット３０と受光スリット２０は，２θ回転台３２と共に２θ回転する。Ｘ線検出器１４を２θ＝ゼロの位置に持ってくると，Ｘ線源１２からのダイレクトビームを検出することができる。この状態で，受光スリット２０の入射側に吸収板１８を挿入したり取り外したりすれば，上述の図５の光学系を実現できる。この場合，第２条件は，吸収板１８の挿入状態と取り外し状態（吸収板の有無）であり，第１条件は受光スリット２０のスリット幅の変化である。

第２条件を吸収板の有無とした場合における，第１条件の変更例としては，図８の測定例のところで説明した受光スリットの横移動のほかに，次のものが考えられる。受光スリット２０の状態は一定にして，発散スリット１６の状態を変えることが考えられる。すなわち，発散スリット１６のスリット幅を変化させるか，あるいは，発散スリット１６のスリット幅を一定にして，発散スリット１６をＸ線光路を横切る方向に移動させる。さらには，第１条件として，スリット類の状態は変えずに，２θ回転台３２の２θ回転の角度を変化させてもよい。この場合，２θ回転の角度が変化することによって，Ｘ線ビーム１９に対する受光スリット２０とＸ線検出器１４の位置が変化し，それによってＸ線検出強度が変化する。

第２条件の変更例としては，吸収板の有無の代わりに，スリット類の開口高さを制限することができる。例えば，入射側ソーラスリット２８や受光側ソーラスリット３０の高さ方向（紙面に垂直な方向）の一部を遮蔽したり開放したりすることができる。あるいは，発散スリット１６や受光スリット２０の開口高さを制限してもよい。このような開口高さ制限を用いる場合には，Ｘ線ビーム１９の断面は，図５において紙面に垂直な方向に細長く延びていることを想定している。スリット類の開口高さ制限を第２条件として選定した場合に，第１条件としては，上述のすべての変更事例と組み合わせることができる。これらの組み合わせの一覧を，図１０（Ａ）に示す。直線で相互に結んだものが，可能な組み合わせである。

本発明の方法は，完全結晶の回折ピークのロッキングカーブを利用することもできる。図９（Ｂ）は，完全結晶の試料３４を試料台３６に取り付けて，試料３４のロッキングカーブの測定を実施する状態を示した平面図である。このような回折測定を用いても，本発明の不感時間の測定が可能である。完全結晶の試料３４からの特定の回折ピークがＸ線検出器１４で検出できるように，試料台３６の回転角度ωと，２θ回転台３２の回転角度２θとを設定してから，２θ回転台３２の回転角度２θをスキャンすると，完全結晶の回折ピークのロッキングカーブに応じてＸ線検出強度が変化する。このような２θスキャンを本発明における第１条件として採用することができる。第２条件としては，吸収板１８の有無，または，スリット類の高さ制限を採用できる。２θスキャンの代わりに，試料台３６のωスキャン，または，２θ回転台３２と試料台３６の２θ／ω連動スキャン（２θ：ω＝２：１）を採用してもよい。これらの組み合わせの一覧を，図１０（Ｂ）に示す。

図９の例から明らかなように，本発明の測定方法は，通常使われているＸ線回折装置のＸ線光学系にほとんど手を加えることなく，スリットの移動軸やゴニオメータの回転軸をそのまま使って，不感時間を求めることができる。

上述の実施例では，比率ｋを未知数として，比率ｋと不感時間τを求めているが，本発明は，比率ｋが既知であると仮定しても，有効である。例えば，第２条件として吸収板の有無を採用する場合に，使用するＸ線波長と，吸収板の材質及び厚さが分かっていれば，吸収板によるＸ線強度の減衰率はかなりの精度で計算することができる。したがって，そのような減衰率の逆数を比率ｋとおくことができる。その場合は，最小二乗法において，不感時間τだけを決定すれば足りる。吸収板の代わりに，スリット類の高さ制限をする場合でも，上述の比率ｋが分かっていれば，比率ｋを既知として，不感時間τを決定することができる。

上述の実施例では，数え落としが生じるときのＸ線検出強度の補正式を（１）式のような関数形としているが，本発明は，このような関数形に限定されない。どのような関数形であっても，不感時間τと記録Ｘ線強度Ｉ_obsとから真のＸ線強度Ｉ_truが求まるようなものであれば，本発明に用いることができる。

本発明の理論を説明するための（１）式〜（９）式を示すものである。（１）式のグラフである。（２）式における入れ子の数を変化させたときの真のＸ線強度の計算値の変化を示すグラフである。第１条件の変化及び第２条件の変化と，それに伴うＸ線強度の変化を，概略的に示したグラフである。本発明の方法を実施するためのＸ線光学系の平面図である。第１条件と第２条件を変化させたときのＸ線の記録処理を模式的に示すグラフである。本発明の理論を説明するための（１０）式を示すものである。第１記録Ｘ線強度Ｉ_obs1と第２記録Ｘ線強度Ｉ_obs2を実測したグラフである。Ｘ線ディフラクトメーターのＸ線光学系の平面図である。第１条件と第２条件の組み合わせを示すものである。

符号の説明

１０直線
１２Ｘ線源
１４Ｘ線検出器
１６発散スリット
１８吸収板
１９Ｘ線ビーム
２０受光スリット
２２，２４スリット片
２８入射側ソーラスリット
３０受光側ソーラスリット
３２２θ回転台
３４試料
３６試料台

Claims

パルス型のＸ線検出器の不感時間の測定方法において，次の段階を備える測定方法。
（ア）Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に至るＸ線光路の状態を変更できる第１条件と第２条件であって，それらの条件の設定状態を変更することで前記Ｘ線検出器に入射する入射Ｘ線強度が変化するような第１条件と第２条件を選定する段階であり，前記第１条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの状態であり，前記第２条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの開口高さの制限である，段階。
（イ）前記第１条件について，少なくとも３個の設定状態を選定する段階。
（ウ）前記第２条件について，第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度とが互いに異なるように，かつ，前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のいずれにおいても，前記第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と前記第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度との比率が一定になるように，前記第１の設定状態と前記第２の設定状態を選定する段階。
（エ）前記第２条件を前記第１の設定状態に設定する段階。
（オ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第１記録Ｘ線強度として記録する第１の記録段階。
（カ）前記第２条件を前記第１の設定状態から前記第２の設定状態に変更する段階。
（キ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第２記録Ｘ線強度として記録する第２の記録段階。
（ク）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれについて，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度と前記比率と前記不感時間との関係を定める関係式を作成し，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度を既知数とし，前記比率と前記不感時間を未知数として，前記関係式が最も満足されるように，前記比率と前記不感時間を決定する段階。
パルス型のＸ線検出器の不感時間の測定方法において，次の段階を備える測定方法。
（ア）Ｘ線源から前記Ｘ線検出器に至るＸ線光路の状態を変更できる第１条件と第２条件であって，それらの条件の設定状態を変更することで前記Ｘ線検出器に入射する入射Ｘ線強度が変化するような第１条件と第２条件を選定する段階であり，前記第１条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの状態であり，前記第２条件は前記Ｘ線光路に配置されたスリットの開口高さの制限である，段階。
（イ）前記第１条件について，少なくとも３個の設定状態を選定する段階。
（ウ）前記第２条件について，第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度とが互いに異なるように，かつ，前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のいずれにおいても，前記第１の設定状態における前記入射Ｘ線強度と前記第２の設定状態における前記入射Ｘ線強度との比率が一定になるように，前記第１の設定状態と前記第２の設定状態を選定する段階。
（エ）前記第２条件を前記第１の設定状態に設定する段階。
（オ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第１記録Ｘ線強度として記録する第１の記録段階。
（カ）前記第２条件を前記第１の設定状態から前記第２の設定状態に変更する段階。
（キ）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれに対して，前記Ｘ線源から前記Ｘ線光路を経由して前記Ｘ線検出器にＸ線を入射して，そのときの前記Ｘ線検出器の出力を第２記録Ｘ線強度として記録する第２の記録段階。
（ク）前記第１条件の前記少なくとも３個の設定状態のそれぞれについて，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度と前記比率と前記不感時間との関係を定める関係式を作成し，前記第１記録Ｘ線強度と前記第２記録Ｘ線強度と前記比率を既知数とし，前記不感時間を未知数として，前記関係式が最も満足されるように，前記不感時間を決定する段階。
請求項１または２に記載の測定方法において，前記第１条件についての前記少なくとも３個の設定状態は，少なくとも１０個であることを特徴とする測定方法。