JPH01220355A - Ｘ線パルスイオン化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は質量分析における試料イオン化法のひとつであ
るＸ線による試料イオン化法を行う装置に関する。

（従来の技術） 例えば　　Ｎａ＋ｏ２→Ｏｚ＋２Ｎ２ のような化学反応における反応速度定数を測定する場合
、Ｘ線パルスイオン化法を用いると反応速度定数が簡単
で精度良（求まる。即ちＮ２ガスに時間幅１０μｓｅｃ
以下のパルスＸ線を照射してＮ４イオンを生成させ、そ
の後のＮ４および０２イオンの消長を質量分析法によっ
て追跡することによって上記反応の速度定数が求められ
る。

所でＸ線パルスイオン化法は従来、線型加速器によって
得られるパルス状の電子ビームをステンレス等のターゲ
ットに当ててパルス状のＸ１ｓを得、これを大気圧程度
のイオン化室内に入射させて、イオン化室内のガスをイ
オン化させ、ている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来行われているＸ線パスルイオン化法
はＸ線源に線型加速器を用いているが、線型加速器は通
常のＸ線管を用いるｘ１ｓ１ｓ装置に比し高価であるた
め、Ｘ線パルスイオン化法による質量分析は通常のＸ線
分析装置とか質量分析装置を用いる分析のように容易に
実施することができない。従って本発明は通常のＸ線管
を用いてＸＭパルスイオン化法を実現しようとするもの
である。

所でＸ線管を用いる場合、電源設備、管球と電源を接続
するケーブルの浮遊容量等によってｌＯμｓｅｃ以下と
云った時間幅のパルス状Ｘ線を得ることは実際上できな
くて、大体数１００μｓｅＣ乃至ｊｍｓｅｃ程度の時間
幅が限度である。

従って本発明は通常のＸ線管を用いたＸｖＡ源において
１０μｓｅｃ程度のパスル状Ｘ線を得られるよう１こ、
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） Ｘ線源とイオン化室との間にＸ線を通す小開口を有する
Ｘ線遮蔽を設け、上記開口を通してイオン化室内にＸ線
を入射させるようにすると共に、上記小開口の上を通過
するスリットを設けたシャッター板を上記遮蔽に摺動可
能に取付け、このスリット板を伸縮型圧電アクチュエー
タに連結し、この圧電アクチュエータに電圧パルスを印
加することにより上記スリット板を駆動して上記開口を
開閉させるようにした。

（作　用） 上述した構成によるときは、シャッター板によって遮蔽
板の開口を閉じておけばイオン化室にＸａｓが入射でき
ないから、Ｘ線管を予め作動させておいてシャッターを
開（ことにより、Ｘ線管の立上り速度を考慮することな
く、任意の短時間だけイオン化室にＸ線を入射させるこ
とができる。

実際上Ｘ線を通す前記開口は直径１０〜２０μｍ程度で
よく、従らてシャッター板のスリット幅もその程度あれ
ばよく、シャッター開閉のための移動量は両者の和で２
０〜４０μｍ程度であり、伸縮型の圧電アクチュエータ
の先端に直結した形で充分に動かすことが可能である。

（実施例） 第１図に本発明の実施例を示す。１はＸｗａ管であるが
スリットＳのＸ線管と反対側にイオン化室２が設けられ
ている。３は摺動可能に設けられたシャッター板で約２
０μｍ幅のスリットＳが形成しである。シャッター板３
は左端部が圧電アクチュエータ４の右端に当接せしめら
れ、右端は圧縮はね５によって左方に押圧されている。

圧電アクチュエータ左端はアクチュエータ収納台６の端
壁に当接させである。

７はＸ１ｌｌ管１の高圧電源装置で８はＸ線管をオンオ
フするスイッチング素子である。９は圧電アクチュエー
タ４に印加する直流電圧を発生するアクチュエータ駆動
電源で、ｌＯは同電源と圧電アクチュエータ４との間を
導通遮断するスイッチング素子、ｌｌはアクチュエータ
４の充電電荷放電回路をオンオフするスイッチング素子
あるいは回路で、スイッチング素子８，１０．１１は１
ｔｌｌ　１１１回路回路上って操作される。

第２図は上述した装置の動作の一例を示すタイムチャー
トである。同図Ａ゛はスイッチング素子８のオンオフを
示し、例えば０．１秒周期で１　ｍ　ｓｅｃの間導通せ
しめられる。スイッチング素子８が導通することにより
電圧が印加されＸ線が発生する。第２図Ｂは放射Ｘａの
強度変化を示す。図のようにＸ線強度はスイッチング素
子８の導通と同時に立上がることができず、立上りに遅
れがある。第２図Ｃはスイッチング素子ｌＯのオンオフ
を示し、Ｄはスイッチング素子１１のオンオフを示す。

Ｃ，Ｄのタイムチャートから分るように圧電アクチュエ
ータ４は通常スイッチング素子１１がオン状態で両電極
間が短絡されており、スイッチング素子８のオン状態の
終わり近くでスイッチング素子１０．１１のオンオフが
交替し、圧電アクチュエータ４はスイッチング素子ｌＯ
が導通している間電圧が印加される。このようにしてＸ
線の強度が十分高（なった時にスリットを開（のが得策
である。この電圧印加は例えばスイッチング素子８がオ
フされる前２０μｓｅｃの所から始まり、スイッチング
素子８オフ後１０μｓｅｃ位の所まで続き、この時点で
スイッチング素子１０゜１１のオンオフが交替する。第
２図Ｅは圧電アクチュエータ４の伸縮を示し、同Ｆはシ
ャッター３の開閉を示す。

圧電アクチュエータ４は一単位２０ｍｍの長さで断面が
５Ｘ５ｍｍ角のものを５信置列に並べである。各単位に
は最大１５０Ｖの電圧が印加できる。第３図は圧電アク
チュエータ１単位の伸縮時間特性を示し、印加電圧１５
０Ｖで到達する延び量は１６μｍ１最矢伸びまで達する
時間即ち伸びの立上り時間はＣに示した電圧の立上り時
間に依存する。本発明ではこのような素子を５個直列に
並べて用いるので、全体での伸びは８０μｍとなる。実
際にはシャッター板３はシャッターを開く前に約２０μ
ｍの助走をしてその後の４０μｍの移動でシャッターの
開閉を行うようになっている。即ちシャッター板３は助
走２０μｍ１シヤツター開閉に４０μｍ走り、その後２
０μｍ余分に走って止まり、スイッチング素子１１の４
通により、充電電荷が放電されて元の位置に戻る。この
ようにしてシャッターが開きＸＩがイオン源を照射する
時間を１０μＳｅｅ位にすることができる。

（効　果） 本発明Ｘ線パルスイオン化装置は上述したような構成で
、機械的なシャッターを用いてＸ線のオンオフを行うの
で、通常のＸ線管を用いてＸ線パルスを得ることができ
、機械的なシャッターと云ってもシャッター板を圧電ア
クチュエータで直接駆動するので構造的にきわめて簡単
であり、電気信号で制御できて、しかも圧電アクチュエ
ータは電気的には小容量のコンデンサであるから応答速
度が速く、従って容易に高速のシャッター開閉が可能で
あり、時間幅の小さいＸ線パルスを容易に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断側面図、第２図は同実
施例の動作を説明するタイムチャート、第３図は同実施
例に用いられる圧電アクチュエータの特性図である。 １・・・Ｘ線管、２・・・イオン化室、３・・・シャッ
ター板、４・・・圧電アクチュエータ、５・・・圧縮ば
ね、６・・・圧電アクチュエータ収納台、７・・・Ｘ線
管用高圧電源装置、８・・・スイッチング素子、９・・
・直流電源、１０．１１・・・スイッチング素子、Ｓ・
・・シャッター板３に設けられたスリット、Ｃ・・・制
御回路。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線源とイオン化室との間にＸ線を通す小開口を
   有するＸ線遮蔽を配置し、上記開口を通してイオン化室
   にＸ線を入射させるようにすると共に、上記小開口上を
   通過するスリットを有するシャッター板を上記遮蔽に沿
   って摺動可能に設け、このスリット板を伸縮型圧電アク
   チュエータに連結し、上記圧電アクチュエータにパルス
   状電圧を印加するようにしたＸ線パルスイオン化装置。