JP6862710B2 - X線回折装置 - Google Patents
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Description
X線管10はターゲットの材質に応じた特定波長のX線を発生する。このX線管10から出射されたX線は、照射側スリット11を経て試料ホルダ13上に装荷された試料Sに照射される。試料Sにより回折されたX線は出射側スリット15を経てX線検出器16に導入される。通常、X線検出器16にはシンチレーション管又はガスが封入された比例計数管が用いられ、入射したX線強度に応じた検出信号が得られる。
X線回折装置での測定対象の試料は様々であり、近年、放射性物質を測定したいという要求も非常に強い。図5に示すように、X線検出器16は試料Sから到来する回折X線を直接検出可能な位置に固定されている。そのため、試料Sが放射性物質である場合、試料Sで回折したX線以外に、試料S自体から放出される放射線がX線検出器16に入射する。すると、X線検出器16に入射した放射線は一種のバックグラウンドノイズとなるため、回折X線の正確な測定に支障をきたすおそれがある。また、X線検出器16として半導体検出器を用いる場合には、高いエネルギーの放射線が入射すると検出面が劣化するため、検出器の寿命が極端に短くなるおそれがある。
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる、後記平板分光結晶の波長分散方向に直交する方向に延伸する細長い形状である開口、を有するスリットと、
c)前記スリットの開口を通過したあと該開口の延伸方向に直交する面内で拡がる回折X線を反射しつつ波長分散する平板分光結晶と、
d)前記平板分光結晶による波長分散方向に配列された複数の微小X線検出素子からなり、該平板分光結晶により波長分散された回折X線の波長毎のX線強度をそれぞれ検出するX線検出部と、
を備えることを特徴としている。
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる開口を有するスリットと、
c)前記スリットを通過したあと拡がる回折X線を反射しつつ波長分散する湾曲分光結晶と、
d)前記湾曲分光結晶により波長分散された回折X線のうち該湾曲分光結晶において特定の方向に回折されたX線の強度を検出するX線検出部と、
e)前記湾曲分光結晶へ入射する回折X線と該結晶面との成す角度と該結晶で回折して前記X線検出部へと向かうX線と該結晶面との成す角度とを一定の関係に保ちつつ、前記湾曲分光結晶及び前記X線検出器をそれぞれ回動させる波長走査部と、
を備えることを特徴としている。
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる開口を有するスリットと、
c)前記スリットを通過したあと拡がる回折X線を平行化させるマルチキャピラリX線レンズと、
d)前記マルチキャピラリX線レンズで平行化された回折X線を反射しつつ波長分散する平板分光結晶と、
e)前記平板分光結晶により波長分散された回折X線のうち該平板分光結晶において特定の方向に回折されたX線の強度を検出するX線検出部と、
f)前記平板分光結晶へ入射する回折X線と該結晶面との成す角度と該結晶で回折して前記X線検出部へと向かうX線と該結晶面との成す角度とを一定の関係に保ちつつ、前記平板分光結晶及び前記X線検出器をそれぞれ回動させる波長走査部と、
を備えることを特徴としている。
この場合、試料室は放射線遮蔽材料から成るものとするとよい。これにより、試料が放射性物質である場合でも、不要な放射線の外部への拡散を軽減することができる。
X線管20から出射されX線入射窓22aを通過した幅広い波長のX線を含む連続X線は、X−Z面内でのその中心軸と試料Sの表面との成す角度がθであるように試料Sに照射される。この入射X線に対して、ブラッグ式を満たすX線が試料S表面で回折し、出射側スリット24の開口(X線出射窓22bの開口)を通過する。出射側スリット24の開口幅は狭いため、図1中に示すように、試料S上の異なる位置から出射した回折X線は出射側スリット24の開口付近でほぼ一点(ただし、Y軸方向には延伸しているので実際には一本の線状)に収束し、出射側スリット24の開口を出たあとは徐々に拡がる。そして、拡がった回折X線が平板分光結晶26に到達する。
具体的には、例えば図2に示すように、軸262を中心に回動可能である四角柱状のホルダ261の各面に、それぞれ異なる種類の平板分光結晶263、264(ここでは見えない他の二面も同様)に取り付け、ホルダ261を90°単位で適宜回動させることで、所望の平板分光結晶にX線が当たるようにすればよい。
もちろん、複数種類の平板分光結晶を切り替える機構はこれに限らない。
21…照射側スリット
22…試料室
22a…X線入射窓
22b…X線出射窓
23…試料ホルダ
24…出射側スリット
25…窓材
26、263、264、32…平板分光結晶
261…ホルダ
262…軸
27…X線検出部
28…アンプ
29…データ処理部
30…ゴニオメータ
31…マルチキャピラリX線レンズ
33、42…X線検出器
40…ローランド円
41…湾曲分光結晶
Claims (6)
- 試料にX線を照射し該試料で回折された回折X線を検出する波長分散型のX線回折装置であって、
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる、後記平板分光結晶の波長分散方向に直交する方向に延伸する細長い形状である開口、を有するスリットと、
c)前記スリットの開口を通過したあと該開口の延伸方向に直交する面内で拡がる回折X線を反射しつつ波長分散する平板分光結晶と、
d)前記平板分光結晶による波長分散方向に配列された複数の微小X線検出素子からなり、該平板分光結晶により波長分散された回折X線の波長毎のX線強度をそれぞれ検出するX線検出部と、
を備えることを特徴とするX線回折装置。
- 試料にX線を照射し該試料で回折された回折X線を検出する波長分散型のX線回折装置であって、
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる開口を有するスリットと、
c)前記スリットを通過したあと拡がる回折X線を反射しつつ波長分散する湾曲分光結晶と、
d)前記湾曲分光結晶により波長分散された回折X線のうち該湾曲分光結晶において特定の方向に回折されたX線の強度を検出するX線検出部と、
e)前記湾曲分光結晶へ入射する回折X線と該結晶面との成す角度と該結晶で回折して前記X線検出部へと向かうX線と該結晶面との成す角度とを一定の関係に保ちつつ、前記湾曲分光結晶及び前記X線検出器をそれぞれ回動させる波長走査部と、
を備えることを特徴とするX線回折装置。 - 試料にX線を照射し該試料で回折された回折X線を検出する波長分散型のX線回折装置であって、
a)連続X線を試料に照射するX線照射部と、
b)前記X線照射部からのX線の照射に対して前記試料で回折されたX線を通過させる開口を有するスリットと、
c)前記スリットを通過したあと拡がる回折X線を平行化させるマルチキャピラリX線レンズと、
d)前記マルチキャピラリX線レンズで平行化された回折X線を反射しつつ波長分散する平板分光結晶と、
e)前記平板分光結晶により波長分散された回折X線のうち該平板分光結晶において特定の方向に回折されたX線の強度を検出するX線検出部と、
f)前記平板分光結晶へ入射する回折X線と該結晶面との成す角度と該結晶で回折して前記X線検出部へと向かうX線と該結晶面との成す角度とを一定の関係に保ちつつ、前記平板分光結晶及び前記X線検出器をそれぞれ回動させる波長走査部と、
を備えることを特徴とするX線回折装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線回折装置であって、
前記X線照射部から前記試料に向かう入射X線が通過する入射側開口と、該試料で回折し前記平板分光結晶又は湾曲分光結晶に向かうX線が通過する出射側開口とが設けられ、前記試料が収納される試料室をさらに備えることを特徴とするX線回折装置。 - 請求項4に記載のX線回折装置であって、
前記試料室は放射線遮蔽作用を有する材料から成り、前記入射側開口及び前記出射側開口には、放射線透過性を有し気体の流通を阻止する材料から成る窓が取り付けられていることを特徴とするX線回折装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のX線回折装置であって、
前記平板分光結晶又は前記湾曲分光結晶として結晶面間隔の相違する複数のものが切り替え可能であることを特徴とするX線回折装置。
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JP2016153517A JP6862710B2 (ja) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | X線回折装置 |
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