JPH06151089A - X-ray analyzing device and x-ray analyzing method - Google Patents

X-ray analyzing device and x-ray analyzing method

Info

Publication number
JPH06151089A
JPH06151089A JP32231992A JP32231992A JPH06151089A JP H06151089 A JPH06151089 A JP H06151089A JP 32231992 A JP32231992 A JP 32231992A JP 32231992 A JP32231992 A JP 32231992A JP H06151089 A JPH06151089 A JP H06151089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
tube
current
voltage
maximum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32231992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sakurai
健次 桜井
Hitoshi Sakurai
仁 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Institute for Metals
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
National Research Institute for Metals
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Institute for Metals, Rigaku Denki Co Ltd, Rigaku Corp filed Critical National Research Institute for Metals
Priority to JP32231992A priority Critical patent/JPH06151089A/en
Publication of JPH06151089A publication Critical patent/JPH06151089A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To allow the measurement at high X-ray intensity, in an EXAFS measuring device, by using an X-ray generating device with low voltage and large current. CONSTITUTION:In an EXAFS measuring device, the continuous X-ray emitted from an X-ray focus F is spectrally divided and monochromated by a monochromator 14, and this is emitted to a sample 25 to measure the X-ray transmissivity of the sample 26. The used X-ray generating device allows low voltage and large current, and by using a large-size rotating paired negative electrode with a diameter of 25cm as an X-ray tube, a tube current of 900mA can be provided when the tube voltage is 20kV. Thus, the measurement can be performed at a high X-ray intensity even with a comparatively low voltage, and the measuring time is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、連続X線を分光して任
意の波長の単色X線を取り出し、この単色X線の波長を
変化させて試料に照射することにより試料の分析を行う
X線分析装置(主としてEXAFS測定装置)及びX線
分析方法に関し、特に、そのX線発生装置に特徴のある
X線分析装置及びX線分析方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention analyzes a sample by separating continuous X-rays to extract monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength, irradiating the sample by changing the wavelength of the monochromatic X-rays. The present invention relates to an X-ray analysis apparatus (mainly EXAFS measurement apparatus) and an X-ray analysis method, and more particularly, to an X-ray analysis apparatus and an X-ray analysis method characterized by the X-ray generation apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】EXAFS(X線広域吸収微細構造)測
定装置は、試料の吸収端近傍の微細なX線吸収スペクト
ルを測定する装置である。この装置では、連続X線を結
晶モノクロメータで分光して任意の波長の単色X線を取
り出し、この波長を変化させて試料のX線吸収係数を測
定することができる。X線を分光するための結晶モノク
ロメータとしては、強度を稼ぐために湾曲結晶モノクロ
メータが用いられることが多い。
2. Description of the Related Art An EXAFS (X-ray wide area absorption fine structure) measuring apparatus is an apparatus for measuring a fine X-ray absorption spectrum near the absorption edge of a sample. In this device, continuous X-rays are spectrally separated by a crystal monochromator to extract monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength, and this wavelength can be changed to measure the X-ray absorption coefficient of a sample. As a crystal monochromator for spectrally analyzing X-rays, a curved crystal monochromator is often used to gain strength.

【0003】EXAFS測定のためのX線源としては、
大強度の連続X線が得られるシンクロトロン放射を使う
のが理想的であるが、シンクロトロン放射の設備を保有
する施設は限られている。EXAFS測定が盛んになる
につれて、シンクロトロン放射を使わずに、実験室に設
置したX線発生装置を用いてEXAFS測定をするニー
ズが高まっている。このような実験室レベルでのEXA
FS測定装置では、X線発生装置において、できるだけ
大きなX線強度を得られるようにするのが好ましい。発
生するX線の強度を大きくするには、X線管のターゲッ
トに衝突させる電子線の電流すなわち管電流を大きくす
ればよい。そして、管電流を大きくするには、一般的に
は、管電圧を大きくすることになる。その結果、X線管
に投入する電力が大きくなるので、X線管としては、大
電力を投入可能な回転対陰極を用いることが多い。
As an X-ray source for EXAFS measurement,
It is ideal to use synchrotron radiation that can obtain high-intensity continuous X-rays, but facilities that have facilities for synchrotron radiation are limited. As EXAFS measurement has become popular, there is an increasing need to perform EXAFS measurement using an X-ray generator installed in a laboratory without using synchrotron radiation. EXA at such a laboratory level
In the FS measuring apparatus, it is preferable that the X-ray generator can obtain the X-ray intensity as large as possible. In order to increase the intensity of the generated X-rays, the current of the electron beam that collides with the target of the X-ray tube, that is, the tube current may be increased. In order to increase the tube current, generally, the tube voltage is increased. As a result, since the electric power supplied to the X-ray tube becomes large, a rotating anticathode capable of supplying a large electric power is often used as the X-ray tube.

【0004】EXAFS測定装置で使用する従来のX線
発生装置としては次のようなものがある。例えば、直径
が10cm程度の小型回転対陰極と最大電力が18kW
(最大電圧60kV、最大電流300mA)の電源とを
組み合わせたX線発生装置を用いて、線焦点のX線ビー
ムを取り出すようにしたものがある。また、別の例とし
て、直径が25cm程度の大型回転対陰極と最大電力が
60kW(最大電圧60kV、最大電流1000mA)
の電源とを組み合わせたX線発生装置を用いて、点焦点
のX線ビームを取り出すようにしたものがある。さら
に、この大型回転対陰極X線発生装置に特別な改良を施
して、線焦点化を実現したものもある(特願平4−19
5866号)。
The following are conventional X-ray generators used in the EXAFS measuring device. For example, a small rotating anticathode with a diameter of about 10 cm and a maximum power of 18 kW
There is an X-ray generator that combines a power source with a maximum voltage of 60 kV and a maximum current of 300 mA to extract an X-ray beam at a line focus. As another example, a large rotating anticathode with a diameter of about 25 cm and a maximum power of 60 kW (maximum voltage 60 kV, maximum current 1000 mA)
There is also an X-ray generator which is combined with a power source for extracting a point-focused X-ray beam. Further, there is a large rotating anticathode X-ray generator which is specially modified to realize a line focus (Japanese Patent Application No. 4-19).
5866).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】管電流を大きくするた
めに管電圧を大きくすると次のような問題がある。管電
圧を大きくすると、ターゲットで発生するX線のエネル
ギー分布が短波長側に広がることになる。すなわち、高
エネルギーのX線が混じることになる。EXAFS測定
装置では、X線管で発生したX線ビームを結晶モノクロ
メータで分光しているが、連続X線の中に高エネルギー
X線が混じっていると、モノクロメータでX線を単色化
するときに、測定対象の吸収端エネルギーの整数倍(通
常は2倍または3倍)のエネルギーをもつX線(以下、
高調波X線という。)も同時にモノクロメータから出て
きてしまうことになる。例えば銅の吸収端エネルギーは
8.98keVであるが、8.98keVのX線を取り
出すようにモノクロメータをセットすると、2次高調波
の17.98keVのX線も出てきてしまうことにな
る。
When the tube voltage is increased in order to increase the tube current, there are the following problems. When the tube voltage is increased, the energy distribution of X-rays generated at the target spreads toward the short wavelength side. That is, high-energy X-rays are mixed. In the EXAFS measuring device, an X-ray beam generated by an X-ray tube is separated by a crystal monochromator, but if high-energy X-rays are mixed in continuous X-rays, the monochromator monochromates the X-rays. Occasionally, X-rays (hereinafter referred to as
It is called harmonic X-ray. ) Will also come out of the monochromator at the same time. For example, the absorption edge energy of copper is 8.98 keV, but if the monochromator is set so as to extract 8.98 keV X-rays, second harmonic 17.98 keV X-rays will also come out.

【0006】このような場合に、管電圧を17.5kV
にすると、上述の2次高調波は連続X線に含まれていな
いので、高調波X線が出てくるのを防ぐことができる。
すなわち、X線発生装置の管電圧を低電圧領域で連続可
変とし、測定対象に応じて、高調波X線の発生しない管
電圧に設定するのが好ましい。実用的なEXAFS測定
装置においては、10〜30kV程度の管電圧の範囲で
使用するのが好ましい。しかし、従来の小型回転対陰極
X線管は、この管電圧領域では高々200〜300mA
程度の管電流しか得られていない。したがって、十分な
X線強度が得られないという問題があった。X線強度が
小さいとEXAFS測定の測定時間が長くなり、現実の
測定対象への応用が困難となる。ゆえに、10〜30k
V程度の低い管電圧において大きな管電流を実現するこ
とが重要な課題となってくる。
In such a case, the tube voltage is 17.5 kV.
In this case, since the above-mentioned second harmonic is not included in the continuous X-ray, it is possible to prevent the harmonic X-ray from coming out.
That is, it is preferable that the tube voltage of the X-ray generator is continuously variable in the low voltage region and is set to a tube voltage at which harmonic X-rays are not generated according to the measurement target. In a practical EXAFS measuring device, it is preferable to use the tube voltage in the range of about 10 to 30 kV. However, the conventional small rotating anticathode X-ray tube has a maximum voltage of 200 to 300 mA in this tube voltage range.
Only the tube current of a certain degree is obtained. Therefore, there is a problem that sufficient X-ray intensity cannot be obtained. When the X-ray intensity is low, the measurement time of EXAFS measurement becomes long, and it becomes difficult to apply it to an actual measurement target. Therefore, 10-30k
Achieving a large tube current at a tube voltage as low as V becomes an important issue.

【0007】本発明の目的は、連続X線を分光して任意
の波長の単色X線を取り出し、この単色X線の波長を変
化させて試料に照射することにより試料の分析を行うX
線分析装置(主としてEXAFS測定装置)において、
低電圧で大電流のX線発生装置を使用することにより、
大きなX線強度で測定を可能にすることである。
An object of the present invention is to analyze a sample by spectrally analyzing continuous X-rays, extracting monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength, irradiating the sample by changing the wavelength of the monochromatic X-rays.
In the line analysis device (mainly EXAFS measurement device),
By using a low voltage, high current X-ray generator,
This is to enable measurement with a large X-ray intensity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、連続X線
を分光して任意の波長の単色X線を取り出し、この単色
X線の波長を変化させて試料に照射することにより試料
の分析を行うX線分析装置において、X線発生装置から
取り出されるX線ビームは、見掛けの焦点幅が0.15
mm以下の線焦点ビームであり、X線発生装置の最大管
電流が300mA以上であって、かつ、X線発生装置の
最大管電流Imax と最大管電圧Emax との比率が次の式
を満足するようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, continuous X-rays are dispersed to extract monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength, and the wavelength of the monochromatic X-rays is changed to irradiate the sample. In an X-ray analyzer for analysis, the X-ray beam extracted from the X-ray generator has an apparent focal width of 0.15.
It is a line focus beam of mm or less, the maximum tube current of the X-ray generator is 300 mA or more, and the ratio between the maximum tube current Imax of the X-ray generator and the maximum tube voltage Emax satisfies the following expression. It was done like this.

【0009】[0009]

【数4】Imax (mA)/Emax (kV)≧20## EQU4 ## Imax (mA) / Emax (kV) ≧ 20

【0010】本発明において、最大管電圧とは、X線発
生装置の能力としての管電圧最大許容値を意味する。ま
た、最大管電流とは、X線発生装置の能力としての管電
流最大許容値を意味する。この場合、必ずしも最大管電
圧のときに最大管電流が得られるとは限らない。なぜな
らば、X線管の最大熱負荷を越えてX線管に電力を投入
することはできないからである。例えば、最大管電圧が
30kV、最大管電流が900mA、最大熱負荷が18
kWのX線発生装置の一例を示すと、管電圧が20kV
で最大管電流900mAが得られる。このときの投入電
力は18kWである。管電圧を最大値30kVに上げた
ときは、管電流は600mAに制限される。このときの
投入電力も18kWである。この例のX線発生装置で
は、装置自体の特性としてImax /Emax =30とな
る。
In the present invention, the maximum tube voltage means the maximum allowable tube voltage as the capacity of the X-ray generator. Further, the maximum tube current means the maximum allowable value of the tube current as the capability of the X-ray generator. In this case, the maximum tube current is not always obtained at the maximum tube voltage. This is because the maximum heat load of the X-ray tube cannot be exceeded and power cannot be applied to the X-ray tube. For example, the maximum tube voltage is 30 kV, the maximum tube current is 900 mA, and the maximum heat load is 18
An example of a kW X-ray generator shows a tube voltage of 20 kV.
A maximum tube current of 900 mA can be obtained. The input power at this time is 18 kW. When the tube voltage is raised to the maximum value of 30 kV, the tube current is limited to 600 mA. The input power at this time is also 18 kW. In the X-ray generator of this example, the characteristic of the apparatus itself is Imax / Emax = 30.

【0011】第2の発明は、第1の発明において、X線
分析装置がEXAFS測定装置であることを特徴とする
ものである。第3の発明は、第2の発明において、最大
管電圧を10〜30kVにしたものである。
A second invention is characterized in that, in the first invention, the X-ray analyzer is an EXAFS measuring device. A third invention is the second invention, wherein the maximum tube voltage is 10 to 30 kV.

【0012】第4の発明は、連続X線を分光して任意の
波長の単色X線を取り出し、この単色X線の波長を変化
させて試料に照射することにより試料の分析を行うX線
分析方法において、X線発生装置から取り出されるX線
ビームは、見掛けの焦点幅が0.15mm以下の線焦点
ビームであり、X線発生装置の管電流が300mA以上
であって、かつ、X線発生装置の管電流Iと管電圧Eと
の比率が次の式を満足するようにしたものである。
A fourth invention is an X-ray analysis for analyzing a sample by separating continuous X-rays to extract monochromatic X-rays having an arbitrary wavelength, irradiating the sample by changing the wavelength of the monochromatic X-rays. In the method, the X-ray beam extracted from the X-ray generator is a line-focus beam having an apparent focal width of 0.15 mm or less, the tube current of the X-ray generator is 300 mA or more, and the X-ray generation is performed. The ratio of the tube current I to the tube voltage E of the device satisfies the following equation.

【0013】[0013]

【数5】I(mA)/E(kV)≧20[Equation 5] I (mA) / E (kV) ≧ 20

【0014】この発明では、X線発生装置を実際に使用
しているときの管電圧と管電流との比率を規定してい
る。例えば、上述の第1の発明のところで例示したX線
発生装置の場合、Imax /Emax =30であるが、実際
に使用しているときの管電圧と管電流の比率は変化し、
管電圧が20kVで管電流が900mAのときはI/E
=45となり、管電圧が30kVで管電流が600mA
のときはI/E=20となる。
According to the present invention, the ratio between the tube voltage and the tube current when the X-ray generator is actually used is specified. For example, in the case of the X-ray generator exemplified in the above-mentioned first invention, Imax / Emax = 30, but the ratio of the tube voltage and the tube current during actual use changes,
I / E when the tube voltage is 20 kV and the tube current is 900 mA
= 45, the tube voltage is 30 kV and the tube current is 600 mA.
In this case, I / E = 20.

【0015】第5の発明は、第4の発明において、管電
圧が10〜20kVの範囲において、管電流Iと管電圧
Eとの比率が次の式を満足するようにしたものである。
A fifth aspect of the present invention is the same as the fourth aspect of the present invention, in which the ratio of the tube current I to the tube voltage E satisfies the following equation when the tube voltage is in the range of 10 to 20 kV.

【数6】I(mA)/E(kV)≧40[Equation 6] I (mA) / E (kV) ≧ 40

【0016】[0016]

【作用】最大管電流と最大管電圧との比率をImax /E
max ≧20と定めたことにより、低電圧大電流のX線発
生装置が得られる。この発明では、連続X線を分光して
任意の波長の単色X線を用いるようなX線分析装置に特
に適するように、このような比率のX線発生装置を開発
したものである。従来は、最大管電流と最大管電圧との
比率を本発明のようにしたX線発生装置は市販されてお
らず、この発明によって、初めて、低電圧大電流のX線
発生装置を用いることができて、その結果、高調波X線
を含むことのない大強度のX線ビームがモノクロメータ
から得られるようになる。
[Function] The ratio between the maximum tube current and the maximum tube voltage is Imax / E
By setting max ≧ 20, an X-ray generator with low voltage and large current can be obtained. The present invention has developed an X-ray generator having such a ratio so as to be particularly suitable for an X-ray analyzer that separates continuous X-rays and uses monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength. Conventionally, an X-ray generator having a ratio of maximum tube current to maximum tube voltage as in the present invention has not been commercially available, and according to the present invention, an X-ray generator having a low voltage and a large current can be used for the first time. As a result, a high-intensity X-ray beam containing no harmonic X-rays can be obtained from the monochromator.

【0017】本発明は、X線発生装置から取り出される
X線ビームは、見掛けの焦点幅が0.15mm以下の線
焦点ビームに限定している。管電圧に対する管電流の比
率を大きくするためには、X線管の対陰極上の焦点面積
を大きく取るという方法も考えられ、このこと自体はそ
れほど困難ではない。例えば、1mm×10mmの焦点
寸法を2mm×10mmに拡大すれば、大きな管電流を
取りやすくなる。しかしながら、焦点幅を大きくする
と、取り出したX線ビームの見掛けの焦点幅も広くなっ
て、これにより、モノクロメータによる波長分解能が劣
化する。X線の取り出し角を6°とすると、見掛けの焦
点幅は対陰極上の焦点幅の約10分の1となる。したが
って、焦点幅が1mmのときは見掛けの焦点幅が0.1
mmとなり、焦点幅が2mmのときは見掛けの焦点幅が
0.2mmとなる。本発明では、見掛けの焦点幅を0.
15mm以下に保ったままで、すなわちX線分析装置の
波長分解能を良好に保ったままで、低電圧大電流のX線
発生装置を実現している。
In the present invention, the X-ray beam extracted from the X-ray generator is limited to the line focus beam having an apparent focal width of 0.15 mm or less. In order to increase the ratio of the tube current to the tube voltage, a method of increasing the focal area on the anticathode of the X-ray tube can be considered, and this is not so difficult. For example, if the focal dimension of 1 mm × 10 mm is expanded to 2 mm × 10 mm, it becomes easy to take a large tube current. However, when the focal width is increased, the apparent focal width of the extracted X-ray beam is also increased, which deteriorates the wavelength resolution of the monochromator. When the X-ray extraction angle is 6 °, the apparent focal width is about 1/10 of the focal width on the anticathode. Therefore, when the focal width is 1 mm, the apparent focal width is 0.1
mm, and when the focal width is 2 mm, the apparent focal width is 0.2 mm. In the present invention, the apparent focal width is set to 0.
An X-ray generator with a low voltage and a large current is realized while keeping the distance to 15 mm or less, that is, keeping the wavelength resolution of the X-ray analyzer good.

【0018】最大管電流は少なくとも300mA以上と
するのが好ましい。300mAという値は最大管電圧が
10kV付近のX線発生装置を念頭においたものであ
る。最大管電圧が20〜30kVのX線発生装置では、
700mA以上の最大管電流が得られるのが好ましい。
これにより、EXAFS測定装置において大きなX線強
度が得られ、従来の実験室レベルのEXAFS測定装置
と比較して、測定時間が短縮される。また、モノクロメ
ータでの高調波X線を避けるためには、管電圧を30k
V以下にするのが好ましい。したがって、X線発生装置
の最大管電圧としては30kVを越える必要がない。さ
らに、EXAFS測定装置で使用する実用的なX線波長
範囲を考慮すると、X線発生装置の最大管電圧としては
10kV以上が必要である。
The maximum tube current is preferably at least 300 mA or more. The value of 300 mA is for an X-ray generator with a maximum tube voltage of around 10 kV. With an X-ray generator with a maximum tube voltage of 20 to 30 kV,
It is preferable to obtain a maximum tube current of 700 mA or more.
As a result, a large X-ray intensity is obtained in the EXAFS measuring device, and the measurement time is shortened as compared with the conventional laboratory-level EXAFS measuring device. In order to avoid harmonic X-rays from the monochromator, the tube voltage should be 30k.
It is preferably V or less. Therefore, it is not necessary for the maximum tube voltage of the X-ray generator to exceed 30 kV. Further, considering the practical X-ray wavelength range used in the EXAFS measurement device, the maximum tube voltage of the X-ray generation device needs to be 10 kV or more.

【0019】[0019]

【実施例】図1は、本発明をEXAFS測定装置に適用
した実施例を示す平面図である。このEXAFS測定装
置は、X線焦点Fと、湾曲結晶モノクロメータ14と、
受光スリットRSとを、回転ア−ム16、18、20に
それぞれ連結して、X線焦点Fと、湾曲結晶モノクロメ
ータ14の中心と、受光スリットRSの開口中心とが、
常にローランド円22の同一円周上に載るようにしてい
る。その上で、2軸の並進ステージを用いて、X線焦点
Fからモノクロメータ14の中心までの距離x1と、モ
ノクロメータ14の中心から受光スリットRSの開口中
心までの距離x2とを、それぞれ独立に制御して、両者
の距離を同じにしている(x1=x2=L)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a plan view showing an embodiment in which the present invention is applied to an EXAFS measuring device. This EXAFS measuring device includes an X-ray focus F, a curved crystal monochromator 14, and
The light-receiving slit RS is connected to the rotating arms 16, 18, and 20, respectively, and the X-ray focus F, the center of the curved crystal monochromator 14, and the opening center of the light-receiving slit RS are
They are always placed on the same circumference of the Roland circle 22. Then, using a biaxial translation stage, the distance x1 from the X-ray focus F to the center of the monochromator 14 and the distance x2 from the center of the monochromator 14 to the opening center of the light-receiving slit RS are independently set. The distance between them is controlled to be the same (x1 = x2 = L).

【0020】X線焦点Fから出た連続X線は、発散スリ
ットDSを通過してモノクロメータ14で反射して単色
化され、受光スリットRSに達する。受光スリットRS
を通過したX線は、透過型比例計数管24を通過して、
試料26を透過し、シンチレーション検出器28に達す
る。試料26を透過する前のX線強度は比例計数管24
で検出され、試料26を透過した後のX線強度はシンチ
レーション検出器28で検出される。試料26の透過前
後のX線強度を比較することにより、試料26のX線吸
収係数を求めることができる。上述の距離Lの値を変化
させてモノクロメータ14へのX線入射角度を変化させ
ることにより、モノクロメータ14で反射するX線の波
長を変化させることができる。このようにX線の波長を
変化させて試料26のX線吸収係数を測定すれば試料2
6の吸収スペクトルを求めることができる。
The continuous X-ray emitted from the X-ray focal point F passes through the divergence slit DS, is reflected by the monochromator 14 to be monochromatic, and reaches the light receiving slit RS. Light receiving slit RS
X-rays that have passed through pass through the transmission type proportional counter 24,
It passes through the sample 26 and reaches the scintillation detector 28. The X-ray intensity before passing through the sample 26 is the proportional counter 24
The X-ray intensity after being transmitted through the sample 26 is detected by a scintillation detector 28. By comparing the X-ray intensities of the sample 26 before and after transmission, the X-ray absorption coefficient of the sample 26 can be obtained. The wavelength of the X-ray reflected by the monochromator 14 can be changed by changing the value of the distance L and changing the X-ray incident angle on the monochromator 14. If the X-ray absorption coefficient of the sample 26 is measured by changing the wavelength of the X-ray in this way, the sample 2
The absorption spectrum of 6 can be obtained.

【0021】図2はX線発生装置の管電圧と管電流の関
係を示したグラフである。曲線ABCは第1実施例のX
線発生装置の管電圧・管電流曲線である。この曲線は、
それぞれの管電圧に対する可能な最大管電流を示したも
のである。このX線発生装置は、最大管電圧が30k
V、最大管電流が900mA、最大熱負荷が18kWで
ある。最大管電圧(kV)に対する最大管電流(mA)
の比率は30である。曲線52は電力18kWの等熱負
荷曲線である。このX線発生装置は、管電圧が10〜3
0kVの範囲で使用される。管電圧が10kVのときに
は最大で400mAの管電流が得られる(A点)。この
ときの管電圧(kV)に対する管電流(mA)の比率
(以下、電流電圧比率という。)は40である。管電圧
を10kVから20kVまで上昇させていくと、可能な
管電流は900mAまで上昇する(B点)。このときの
電力は18kWになり、等熱負荷曲線52に達する。こ
のときの電流電圧比率は45である。さらに管電圧を上
昇させるためには、X線管の最大熱負荷18kWを越え
ないように、管電流は等熱負荷曲線52に沿って下降さ
せる必要があり、30kVのときに600mAとなる
(C点)。このときの電流電圧比率は20である。この
X線発生装置を使用する場合、それぞれの管電圧におけ
る管電流の最大値は曲線ABCで規定され、この曲線A
BCより小さい管電流で動作させることができる。ただ
し、管電流の下限は、管電流300mAを示す直線56
と、電流電圧比率20を示す直線50とで規定される。
実際には、できるだけX線強度を大きくするために、可
能な最大電流すなわち曲線ABC上で使用するのが一般
的である。このX線発生装置は、管電圧が10〜20k
Vの範囲に限って言えば電流電圧比率は40以上とな
り、低電圧大電流の特性が顕著である。そして、この管
電圧の範囲はEXAFS測定装置において非常によく使
われる範囲でもある。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the tube voltage and the tube current of the X-ray generator. The curve ABC is X in the first embodiment.
It is a tube voltage / tube current curve of a line generator. This curve is
The maximum possible tube current for each tube voltage is shown. This X-ray generator has a maximum tube voltage of 30k.
V, the maximum tube current is 900 mA, and the maximum heat load is 18 kW. Maximum tube current (mA) for maximum tube voltage (kV)
Is 30. Curve 52 is an isothermal load curve with an electric power of 18 kW. This X-ray generator has a tube voltage of 10 to 3
Used in the 0 kV range. When the tube voltage is 10 kV, a maximum tube current of 400 mA is obtained (point A). At this time, the ratio of the tube current (mA) to the tube voltage (kV) (hereinafter referred to as the current-voltage ratio) is 40. When the tube voltage is increased from 10 kV to 20 kV, the possible tube current increases to 900 mA (point B). The electric power at this time becomes 18 kW, and reaches the isothermal load curve 52. The current-voltage ratio at this time is 45. In order to further increase the tube voltage, it is necessary to decrease the tube current along the isothermal load curve 52 so as not to exceed the maximum heat load of 18 kW of the X-ray tube, which is 600 mA at 30 kV (C point). The current-voltage ratio at this time is 20. When using this X-ray generator, the maximum value of the tube current at each tube voltage is defined by the curve ABC.
It can be operated with a tube current smaller than BC. However, the lower limit of the tube current is the straight line 56 showing the tube current of 300 mA.
And a straight line 50 indicating the current-voltage ratio 20.
In practice, it is common to use on the maximum possible current, curve ABC, in order to maximize the X-ray intensity. This X-ray generator has a tube voltage of 10 to 20k.
As far as the range of V is concerned, the current-voltage ratio is 40 or more, and the characteristics of low voltage and large current are remarkable. Further, this tube voltage range is also a very often used range in the EXAFS measurement device.

【0022】曲線DEFGは第2実施例のX線発生装置
の管電圧・管電流曲線である。このX線発生装置は、最
大管電圧が30kV、最大管電流が1350mA、最大
熱負荷が30kWである。最大管電圧(kV)に対する
最大管電流(mA)の比率は45である。曲線54は電
力30kWの等熱負荷曲線である。このX線発生装置
も、管電圧が10〜30kVの範囲で使用される。管電
圧が10kVのときには最大で500mAの管電流が得
られる(D点)。このときの電流電圧比率は50であ
る。管電圧を10kVから20kVまで上昇させていく
と、可能な管電流は1200mAまで上昇する(E
点)。このときの電流電圧比率は60である。管電圧が
22.2kVのときに管電流が1350mAとなって電
力が30kWになり(F点)、等熱負荷曲線54に達す
る。さらに管電圧を上昇させるためには、X線管の最大
熱負荷30kWを越えないように、管電流は等熱負荷曲
線54に沿って下降させる必要があり、30kVのとき
に1000mAとなる(G点)。このときの電流電圧比
率は33.3である。このX線発生装置は、管電圧が1
0〜20kVの範囲に限って言えば電流電圧比率は50
以上となり、低電圧大電流の特性が顕著である。
The curve DEFG is a tube voltage / tube current curve of the X-ray generator of the second embodiment. This X-ray generator has a maximum tube voltage of 30 kV, a maximum tube current of 1350 mA, and a maximum heat load of 30 kW. The ratio of the maximum tube current (mA) to the maximum tube voltage (kV) is 45. Curve 54 is an isothermal load curve with a power of 30 kW. This X-ray generator is also used within a tube voltage range of 10 to 30 kV. When the tube voltage is 10 kV, a maximum tube current of 500 mA is obtained (point D). The current-voltage ratio at this time is 50. When the tube voltage is increased from 10 kV to 20 kV, the possible tube current rises to 1200 mA (E
point). The current-voltage ratio at this time is 60. When the tube voltage is 22.2 kV, the tube current becomes 1350 mA, the power becomes 30 kW (point F), and the isothermal load curve 54 is reached. In order to further increase the tube voltage, it is necessary to decrease the tube current along the isothermal load curve 54 so as not to exceed the maximum heat load of 30 kW of the X-ray tube, which is 1000 mA at 30 kV (G point). The current-voltage ratio at this time is 33.3. This X-ray generator has a tube voltage of 1
Speaking only in the range of 0 to 20 kV, the current-voltage ratio is 50
As described above, the characteristics of low voltage and large current are remarkable.

【0023】斜線の領域62は、管電圧10kVを示す
直線58、管電圧30kVを示す直線60、電流電圧比
率20を示す直線50、管電流300mAを示す直線5
6によって囲まれた領域であり、これは本発明の管電圧
管電流条件を満足する領域である。この領域に含まれる
限り、上述の二つの実施例以外のX線発生装置を用いて
もよい。領域62に含まれるX線発生装置を用いると、
比較的低い管電圧のときにも大きな管電流を得ることが
できる。
In the shaded area 62, a straight line 58 showing a tube voltage of 10 kV, a straight line 60 showing a tube voltage of 30 kV, a straight line 50 showing a current-voltage ratio of 20, and a straight line 5 showing a tube current of 300 mA.
A region surrounded by 6 is a region that satisfies the tube voltage and tube current conditions of the present invention. X-ray generators other than the above two embodiments may be used as long as they are included in this region. With the X-ray generator included in the region 62,
A large tube current can be obtained even at a relatively low tube voltage.

【0024】発明者が開発したX線発生装置は、最大管
電流が約1300mAまでのものであるが、最大管電流
がこれを越えるようなX線発生装置でも、もちろん構わ
ないし、むしろ大きな方がよい。
The X-ray generator developed by the inventor has a maximum tube current of up to about 1300 mA, but an X-ray generator having a maximum tube current exceeding this is of course acceptable, but rather large. Good.

【0025】図3は、図2の曲線ABCで示すX線発生
装置のX線管のターゲット付近の斜視図である。このX
線管は、直径が250mmの回転対陰極を備えている。
円筒形状の対陰極29は、水平な回転軸線の回りを回転
する。電子ビーム発生源であるフィラメント30から対
陰極29に向かって電子ビーム32が照射され、対陰極
29の外周面33上に焦点34が形成される。この焦点
34は1mm×10mmの細長い形状であり、その長手
方向は、対陰極29の外周面33の周方向と一致してい
る。フィラメント30は、全体として鉛直方向に延びた
姿勢で、対陰極29に対向して配置され、これにより、
上述のような縦長の焦点34が形成される。対陰極29
とフィラメント30をその内部に収容する真空容器に
は、X線取り出し窓36、37が設けられていて、これ
らの取り出し窓36、37から線焦点のX線ビーム38
を水平方向に取り出すことができる。
FIG. 3 is a perspective view of the vicinity of the target of the X-ray tube of the X-ray generator shown by the curve ABC in FIG. This X
The wire tube comprises a rotating anticathode with a diameter of 250 mm.
The cylindrical anticathode 29 rotates about a horizontal axis of rotation. An electron beam 32 is emitted from the filament 30 which is an electron beam generation source toward the anticathode 29, and a focus 34 is formed on the outer peripheral surface 33 of the anticathode 29. The focal point 34 has an elongated shape of 1 mm × 10 mm, and its longitudinal direction coincides with the circumferential direction of the outer peripheral surface 33 of the anticathode 29. The filament 30 is arranged so as to extend in the vertical direction as a whole so as to face the anticathode 29, whereby
The vertically long focus 34 is formed as described above. Anticathode 29
An X-ray extraction window 36, 37 is provided in a vacuum container for accommodating the filament 30 and the filament 30 therein, and an X-ray beam 38 having a line focus from the extraction window 36, 37.
Can be taken out horizontally.

【0026】図4は、図2の曲線ABCで示すX線発生
装置のX線管の電子銃近傍の水平断面図である。対陰極
29に対向してフィラメント30があり、このフィラメ
ント30の近傍に、内側ウェーネルト電極40と外側ウ
ェーネルト電極42が配置されている。フィラメント3
0からの電子線を通過させるために、内側ウェーネルト
電極40には内側開口41が形成され、外側ウェーネル
ト電極42には外側開口43が形成されている。フィラ
メント30から放出された電子線はウェーネルト電極で
絞られて対陰極29の表面に照射され、そこからX線ビ
ーム38が発生する。このX線ビーム38は、取り出し
角α=6°で取り出される。取り出したX線ビーム38
の見掛けの焦点幅はこの実施例では0.1mmとなる。
この見掛けの焦点幅は、実用的には0.05〜0.15
mmの範囲が好ましい。これよりも見掛けの焦点幅が大
きくなると、モノクロメータにおける波長分解能の低下
が無視できなくなる。
FIG. 4 is a horizontal sectional view in the vicinity of the electron gun of the X-ray tube of the X-ray generator shown by the curve ABC in FIG. There is a filament 30 facing the anticathode 29, and an inner Wehnelt electrode 40 and an outer Wehnelt electrode 42 are arranged in the vicinity of the filament 30. Filament 3
An inner opening 41 is formed in the inner Wehnelt electrode 40, and an outer opening 43 is formed in the outer Wehnelt electrode 42 in order to allow the electron beam from 0 to pass therethrough. The electron beam emitted from the filament 30 is focused by the Wehnelt electrode and irradiated on the surface of the anticathode 29, and the X-ray beam 38 is generated from there. The X-ray beam 38 is extracted at an extraction angle α = 6 °. Extracted X-ray beam 38
The apparent focal width of is 0.1 mm in this embodiment.
This apparent focal width is practically 0.05 to 0.15.
The range of mm is preferred. If the apparent focal width becomes larger than this, the deterioration of the wavelength resolution in the monochromator cannot be ignored.

【0027】図4の電子銃は、低電圧大電流のX線発生
装置のために開発されたものである。その仕様は次の表
1の通りである。
The electron gun of FIG. 4 was developed for a low voltage, large current X-ray generator. The specifications are shown in Table 1 below.

【0028】[0028]

【表1】フィラメント30の寸法 コイル長さ17.7
mm コイル径5mm 内側開口41の寸法 図4のF2の寸法8mm 紙面に垂直な方向の寸法22mm 外側開口43の寸法 図4のF1の寸法10mm 紙面に垂直な方向の寸法25mm 図4の距離S 6.3mm 対陰極29の電位 アース電位 フィラメント30の電位 −20kV(管電圧が20k
Vのとき) 内側ウェーネルト電極40の電位 フィラメント30と
同電位 外側ウェーネルト電極42の電位 フィラメント30に
対して0〜−2kV 対陰極29上の焦点寸法 1mm×10mm
[Table 1] Dimensions of filament 30 Coil length 17.7
mm Coil diameter 5 mm Dimension of inner opening 41 Dimension of F2 in FIG. 4 8 mm Dimension in the direction perpendicular to the paper surface 22 mm Dimension of outer opening 43 Dimension of F1 in FIG. 4 10 mm Dimension in the direction perpendicular to the paper surface Distance S 6 in FIG. .3 mm potential of the anticathode 29, ground potential, potential of the filament -20 kV (tube voltage is 20 kV
V) Potential of the inner Wehnelt electrode 40 is the same potential as the filament 30. Potential of the outer Wehnelt electrode 42 is 0 to -2 kV with respect to the filament 30. Focus size on the anticathode 29 is 1 mm x 10 mm.

【0029】電子銃の開発に当たっては、次の点を考慮
した。管電流を増加させるためには、フィラメント30
と対陰極29間の距離Sを小さくすればよい。したがっ
て、従来の電子銃よりもフィラメント30を対陰極29
に近付けた。また、単に近付けるだけでは、焦点の寸法
が広がってしまうので、ウェーネルト電極の寸法を変え
て、焦点サイズが1mm×10mmの規定サイズになる
ようにした。従来の電子銃と実施例の電子銃との寸法比
較を次の表2に示す。
The following points were taken into consideration in developing the electron gun. To increase the tube current, the filament 30
The distance S between the cathode and the anticathode 29 may be reduced. Therefore, the filament 30 is used as an anti-cathode 29 compared with the conventional electron gun.
Approached to. In addition, the size of the focal point is expanded by simply bringing them closer to each other. Therefore, the size of the Wehnelt electrode is changed so that the focal size becomes a specified size of 1 mm × 10 mm. Table 2 below shows a size comparison between the conventional electron gun and the electron gun of the embodiment.

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】図5は、図2の曲線ABCで示すX線発生
装置を用いて、EXAFS測定装置の評価をするために
測定した吸収スペクトルのグラフである。このグラフ
は、試料として銅箔を用い、その吸収端近傍のX線吸収
スペクトルを、本実施例のEXAFS測定装置による測
定と、シンクロトロン放射を用いたEXAFS測定とで
比較したものである。(a)は本実施例のEXAFS測
定装置で測定した例であり、モノクロメータにGe(4
40)を用い、X線発生装置の管電圧を17.5kV、
管電流を700mAとしたものである。この場合、電流
電圧比率は40である。(b)はシンクトロトロン放射
による測定例である。シンクロトロン放射は、非常に強
度の大きな連続X線を発生し、EXAFS測定には理想
的なX線源である。したがって、シンクロトロン放射に
よる測定では高分解能の吸収スペクトルが得られ、これ
を評価の基準とすることができる。図5から分かるよう
に、本実施例で得られた吸収スペクトル(a)は、シン
クロトロン放射で得られた吸収スペクトル(b)とほぼ
同じであり、分解能の点で問題がない。モノクロメータ
にGe(220)を用い、管電流を700mAとしたと
きの試料への入射X線強度は、銅の吸収端近傍のX線エ
ネルギーにおいて数百万cps(カウント/秒)であ
る。このような極めて大きな入射X線強度が得られるの
で、ほとんどの試料において、EXAFS測定が30分
から数時間程度の測定時間で済むことになる。
FIG. 5 is a graph of an absorption spectrum measured to evaluate the EXAFS measuring apparatus using the X-ray generator shown by the curve ABC in FIG. This graph is a comparison of the X-ray absorption spectrum in the vicinity of the absorption edge of a copper foil used as a sample between the measurement by the EXAFS measurement apparatus of this example and the EXAFS measurement using synchrotron radiation. (A) is an example measured by the EXAFS measuring apparatus of this embodiment, and Ge (4
40), the tube voltage of the X-ray generator is 17.5 kV,
The tube current is 700 mA. In this case, the current-voltage ratio is 40. (B) is an example of measurement by sinktrotron radiation. Synchrotron radiation produces very intense continuous X-rays and is an ideal X-ray source for EXAFS measurements. Therefore, the measurement by synchrotron radiation gives a high-resolution absorption spectrum, which can be used as a reference for evaluation. As can be seen from FIG. 5, the absorption spectrum (a) obtained in this example is almost the same as the absorption spectrum (b) obtained by synchrotron radiation, and there is no problem in terms of resolution. The incident X-ray intensity on the sample when Ge (220) was used as the monochromator and the tube current was 700 mA was several million cps (counts / second) at the X-ray energy near the absorption edge of copper. Since such an extremely large incident X-ray intensity can be obtained, EXAFS measurement can be performed in about 30 minutes to several hours for most samples.

【0032】図6(A)は、図2の曲線ABCで示すX
線発生装置を用いて、実際の試料のEXAFS測定を行
ったグラフである。試料は、Cu30V70の粉末であり、
管電圧は17.5kV、管電流は700mAである。測
定時間は約1時間半である。図6(B)は、(A)の吸
収スペクトルの振動成分のフーリエ変換を行った結果で
ある。このデータは、同一試料についてシンクロトロン
放射で得られたデータと非常によく一致している。これ
により、本実施例のEXAFS測定装置によれば現実的
な時間内で十分な質をもったデータが得られることが分
かった。
FIG. 6A shows X indicated by the curve ABC in FIG.
It is a graph which performed EXAFS measurement of the actual sample using the line generator. The sample is Cu30V70 powder,
The tube voltage is 17.5 kV and the tube current is 700 mA. The measurement time is about one and a half hours. FIG. 6B shows the result of Fourier transform of the vibration component of the absorption spectrum of FIG. This data is in very good agreement with the data obtained with synchrotron radiation for the same sample. From this, it was found that the EXAFS measurement apparatus of the present example can obtain data with sufficient quality within a realistic time.

【0033】図7は、図2の曲線ABCで示すX線発生
装置を用いて、タングステンの特性X線を管電圧の制御
により抑制した例を示すグラフである。X線管のフィラ
メントの材質としてタングステンを使用した場合、フィ
ラメントが蒸発してこれがターゲットに付着すると、タ
ングステンの特性X線が入射X線中に混入するようにな
る。このタングステンの特性X線は非常に強く、EXA
FSの測定範囲に入ってくると測定結果に悪影響を及ぼ
す。図7は、ニッケルのK吸収端近傍での透過X線強度
を測定したものであるが、管電圧が15.5kVのとき
にはタングステンのLα線が強く現れていることが分か
る。これに対して、管電圧を10kVにするとタングス
テンの特性X線は現れない。その理由は、タングステン
の2p電子を励起するには10.2keV以上のエネル
ギーが必要だからである。このように、試料によっては
10kVという低い管電圧で測定をする必要性もあるの
であるが、この場合でも、本実施例では管電流を400
mA確保できるので有利である。
FIG. 7 is a graph showing an example in which the characteristic X-ray of tungsten is suppressed by controlling the tube voltage using the X-ray generator shown by the curve ABC in FIG. When tungsten is used as the material of the filament of the X-ray tube, when the filament evaporates and adheres to the target, the characteristic X-ray of tungsten is mixed in the incident X-ray. The characteristic X-ray of this tungsten is very strong,
If it enters the FS measurement range, it will adversely affect the measurement results. FIG. 7 shows the measurement of the transmitted X-ray intensity in the vicinity of the K absorption edge of nickel. It can be seen that the Lα ray of tungsten appears strongly when the tube voltage is 15.5 kV. On the other hand, when the tube voltage is 10 kV, the characteristic X-ray of tungsten does not appear. The reason is that energy of 10.2 keV or more is required to excite 2p electrons of tungsten. As described above, depending on the sample, it is necessary to perform the measurement at a low tube voltage of 10 kV. Even in this case, however, the tube current is 400 in this embodiment.
This is advantageous because it can secure mA.

【0034】上述の第1実施例では、直径25cmmの
大型回転対陰極を、図3に示すような特殊な焦点配置で
使用しているので、最大許容熱負荷が18kWにとどま
っている。ただし、この場合でも、20kVで900m
Aと大きな管電流を得ることができた(高圧電源の電流
容量としては1000mAのものを使用している)。直
径のさらに大きな大型回転対陰極を用いることによって
最大許容熱負荷を向上させれば、最大管電流を一層大き
くすることもできる。その場合、X線発生装置の高圧電
源の電流容量もさらに大きくする必要がある。
In the first embodiment described above, since the large rotating anticathode having a diameter of 25 cm is used with the special focus arrangement as shown in FIG. 3, the maximum allowable heat load is limited to 18 kW. However, even in this case, 900 m at 20 kV
It was possible to obtain a large tube current of A (the current capacity of the high-voltage power supply is 1000 mA). The maximum tube current can also be increased by increasing the maximum allowable heat load by using a large rotating anticathode with a larger diameter. In that case, it is necessary to further increase the current capacity of the high-voltage power supply of the X-ray generator.

【0035】また、本発明は、大型回転対陰極を用いる
ものに限定されず、直径10cm程度の小型回転対陰極
を用いてもよい。この小型回転対陰極は、さまざまな用
途に広く用いられているものであって汎用性が高い。小
型回転対陰極を用いる場合にも、図4に示した電子銃を
用いて低電圧大電流のX線管を実現することができる。
小型回転対陰極の場合は、図8に示すように、焦点66
の長手方向と回転対陰極64の軸方向とを互いに平行に
した一般的な焦点配置をとることにより、線焦点のX線
ビーム68を取り出している。この場合の最大許容熱負
荷は、対陰極上での焦点寸法が0.5mm×10mmの
条件のときに、12〜18kWである。したがって、第
1実施例の大型回転対陰極と同程度の最大許容熱負荷が
得られ、回転対陰極の直径が小さくても本発明を適用す
ることができる。
The present invention is not limited to the one using a large rotating anticathode, but a small rotating anticathode having a diameter of about 10 cm may be used. This small rotating anticathode is widely used for various purposes and has high versatility. Even when the small rotating anticathode is used, a low voltage, large current X-ray tube can be realized by using the electron gun shown in FIG.
In the case of the small rotating anticathode, as shown in FIG.
The X-ray beam 68 having a line focus is extracted by arranging a general focus arrangement in which the longitudinal direction of the X axis and the axial direction of the rotating anticathode 64 are parallel to each other. The maximum allowable heat load in this case is 12 to 18 kW when the focal point size on the anticathode is 0.5 mm × 10 mm. Therefore, the maximum permissible heat load equivalent to that of the large rotating anticathode of the first embodiment is obtained, and the present invention can be applied even if the diameter of the rotating anticathode is small.

【0036】従来は、小型回転対陰極のX線発生装置で
は高々200〜300mAの管電流しか得られなかった
が、今回、直径10cmの小型回転対陰極を用いた第2
実施例において、図2の曲線DEFGに示すような特性
が得られた。これにより、最大約1300mAの管電流
が得られた。このことは、従来試みられなかった次のよ
うな改良点を実施することにより可能となった。すなわ
ち、フィラメントを含む電子銃として図4に示す低電圧
大電流仕様のものを用いており、また、焦点寸法を対陰
極上で1mm×10mmと大きくしている。このように
焦点寸法を大きくして、かつ対陰極の水冷方式の改善を
行うことにより、最大許容熱負荷を30kWまで改善で
きた。
Conventionally, a small rotating anticathode X-ray generator could obtain only a tube current of 200 to 300 mA at most, but this time, the second rotating small cathode with a diameter of 10 cm was used.
In the example, the characteristics shown by the curve DEFG in FIG. 2 were obtained. As a result, a maximum tube current of about 1300 mA was obtained. This has been made possible by implementing the following improvements that have not been attempted in the past. That is, the low-voltage high-current specification shown in FIG. 4 is used as the electron gun including the filament, and the focal dimension is large on the anticathode to 1 mm × 10 mm. In this way, the maximum allowable heat load could be improved to 30 kW by increasing the focal dimension and improving the water cooling system of the anticathode.

【0037】従来、ほとんどのX線発生装置はX線回折
実験を目的として製作されており、その多くが定格管電
圧を60kVと定めている。これに対応して、X線管の
最大管電流を、この定格管電圧のときの電流値で規定す
ることが一般的であった。例えば、最大許容熱負荷が1
8kWのX線管であれば、最大管電流は300mAにな
る。そして、この最大管電流に合わせて、フィラメント
を含む電子銃の構造や電源の構成などが設計されてき
た。しかしながら、EXAFS実験のように、比較的低
い管電圧でX線発生装置を使用することが前提である場
合には、同じ最大許容熱負荷を有するX線管であって
も、もっと大きな管電流を得ることが原理的に可能とな
る。その結果、小型回転対陰極において上述のような図
2の曲線DEFGで示すX線発生装置が得られたのであ
る。
Conventionally, most X-ray generators have been manufactured for the purpose of X-ray diffraction experiments, and most of them set the rated tube voltage at 60 kV. Correspondingly, it has been common to define the maximum tube current of the X-ray tube by the current value at this rated tube voltage. For example, the maximum allowable heat load is 1
With an 8 kW X-ray tube, the maximum tube current is 300 mA. The structure of the electron gun including the filament and the structure of the power supply have been designed according to the maximum tube current. However, if it is assumed that the X-ray generator is used at a relatively low tube voltage, as in the EXAFS experiment, even if the X-ray tube has the same maximum allowable heat load, a larger tube current is generated. In principle, it is possible to obtain it. As a result, the X-ray generator shown by the curve DEFG of FIG. 2 was obtained in the small rotating anticathode.

【0038】本発明はEXAFS測定装置に限ることな
く、連続X線を分光して任意の波長の単色X線を取り出
して試料に照射するようなその他のX線分析装置にも適
用できる。
The present invention is not limited to the EXAFS measuring device, but can be applied to other X-ray analyzing devices in which continuous X-rays are dispersed to extract monochromatic X-rays of an arbitrary wavelength and irradiate the sample.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明では、X線発生装置の最大管電流
Imax と最大管電圧Emax との比率をImax /Emax ≧
20と定めたことにより、低電圧大電流のX線発生装置
が得られる。その結果、モノクロメータを用いて連続X
線を分光するタイプのX線分析装置において、高調波X
線を含むことのない大きな強度のX線ビームがモノクロ
メータから得られるようになる。
According to the present invention, the ratio between the maximum tube current Imax and the maximum tube voltage Emax of the X-ray generator is Imax / Emax ≧.
By setting the value to 20, an X-ray generator with a low voltage and a large current can be obtained. As a result, continuous X with a monochromator
In the X-ray analyzer of the type that disperses X-rays, the harmonic X
A high-intensity X-ray beam containing no rays will be obtained from the monochromator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention.

【図2】X線発生装置の管電圧と管電流の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a tube voltage and a tube current of an X-ray generator.

【図3】X線管のターゲット近傍の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the vicinity of the target of the X-ray tube.

【図4】X線管の電子銃近傍の水平断面図である。FIG. 4 is a horizontal sectional view of the X-ray tube in the vicinity of an electron gun.

【図5】実施例の装置による測定例とシンクロトロン放
射による測定例とを比較した吸収スペクトルのグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph of an absorption spectrum comparing an example of measurement by the apparatus of the example and an example of measurement by synchrotron radiation.

【図6】実施例の装置を用いて実際の試料をEXAFS
測定した吸収スペクトルのグラフである。
FIG. 6 shows an EXAFS of a real sample using the apparatus of the embodiment.
It is a graph of the measured absorption spectrum.

【図7】ニッケルのK吸収端近傍での透過X線強度を測
定したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the transmitted X-ray intensity measured near the K absorption edge of nickel.

【図8】別の実施例のX線発生装置のX線管のターゲッ
ト近傍の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of a target of an X-ray tube of an X-ray generator of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14…モノクロメータ 24…透過型比例計数管 26…試料 28…シンチレーション検出器 F…X線焦点 14 ... Monochromator 24 ... Transmission type proportional counter 26 ... Sample 28 ... Scintillation detector F ... X-ray focus

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続X線を分光して任意の波長の単色X
線を取り出し、この単色X線の波長を変化させて試料に
照射することにより試料の分析を行うX線分析装置にお
いて、 X線発生装置から取り出されるX線ビームは、見掛けの
焦点幅が0.15mm以下の線焦点ビームであり、X線
発生装置の最大管電流が300mA以上であって、か
つ、X線発生装置の最大管電流Imax と最大管電圧Ema
x との比率が次の式を満足することを特徴とするX線分
析装置。 【数1】Imax (mA)/Emax (kV)≧20
1. A monochromatic X having an arbitrary wavelength obtained by spectrally analyzing continuous X-rays.
In an X-ray analyzer for analyzing a sample by extracting the X-ray and changing the wavelength of the monochromatic X-ray and irradiating the sample, the X-ray beam extracted from the X-ray generator has an apparent focal width of 0. It is a line focus beam of 15 mm or less, the maximum tube current of the X-ray generator is 300 mA or more, and the maximum tube current Imax and the maximum tube voltage Ema of the X-ray generator.
An X-ray analyzer characterized in that the ratio with x satisfies the following formula. ## EQU1 ## Imax (mA) / Emax (kV) ≧ 20
【請求項2】 前記X線分析装置がEXAFS測定装置
であることを特徴とする請求項1記載のX線分析装置。
2. The X-ray analysis apparatus according to claim 1, wherein the X-ray analysis apparatus is an EXAFS measurement apparatus.
【請求項3】 前記最大管電圧が10〜30kVである
ことを特徴とする請求項2記載のX線分析装置。
3. The X-ray analysis apparatus according to claim 2, wherein the maximum tube voltage is 10 to 30 kV.
【請求項4】 連続X線を分光して任意の波長の単色X
線を取り出し、この単色X線の波長を変化させて試料に
照射することにより試料の分析を行うX線分析方法にお
いて、 X線発生装置から取り出されるX線ビームは、見掛けの
焦点幅が0.15mm以下の線焦点ビームであり、X線
発生装置の管電流が300mA以上であって、かつ、X
線発生装置の管電流Iと管電圧Eとの比率が次の式を満
足することを特徴とするX線分析方法。 【数2】I(mA)/E(kV)≧20
4. A continuous color X-ray is dispersed to obtain a monochromatic X having an arbitrary wavelength.
In an X-ray analysis method in which a sample is analyzed by extracting the X-ray and irradiating the sample by changing the wavelength of the monochromatic X-ray, the X-ray beam extracted from the X-ray generator has an apparent focal width of 0. A line focus beam of 15 mm or less, a tube current of the X-ray generator of 300 mA or more, and X
An X-ray analysis method, characterized in that the ratio of the tube current I and the tube voltage E of the ray generator satisfies the following equation. ## EQU2 ## I (mA) / E (kV) ≧ 20
【請求項5】 X線発生装置の管電圧が10〜20kV
の範囲において、管電流Iと管電圧Eとの比率が次の式
を満足することを特徴とする請求項4記載のX線分析方
法。 【数3】I(mA)/E(kV)≧40
5. The tube voltage of the X-ray generator is 10 to 20 kV.
The X-ray analysis method according to claim 4, wherein the ratio of the tube current I to the tube voltage E satisfies the following equation in the range of. [Equation 3] I (mA) / E (kV) ≧ 40
JP32231992A 1992-11-09 1992-11-09 X-ray analyzing device and x-ray analyzing method Pending JPH06151089A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32231992A JPH06151089A (en) 1992-11-09 1992-11-09 X-ray analyzing device and x-ray analyzing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32231992A JPH06151089A (en) 1992-11-09 1992-11-09 X-ray analyzing device and x-ray analyzing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06151089A true JPH06151089A (en) 1994-05-31

Family

ID=18142310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32231992A Pending JPH06151089A (en) 1992-11-09 1992-11-09 X-ray analyzing device and x-ray analyzing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06151089A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308152A (en) * 2022-10-11 2022-11-08 安徽创谱仪器科技有限公司 Multimode integrated switching platform and method for receiving spectrometer signals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54151387A (en) * 1978-05-20 1979-11-28 Toshiba Corp X-ray tomogram pick up unit
JPS6398550A (en) * 1986-10-15 1988-04-30 Hitachi Ltd Exafs apparatus of soft x-ray region
JPH02273499A (en) * 1989-02-16 1990-11-07 General Electric Co <Ge> Dose calibration of x-ray imaging device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54151387A (en) * 1978-05-20 1979-11-28 Toshiba Corp X-ray tomogram pick up unit
JPS6398550A (en) * 1986-10-15 1988-04-30 Hitachi Ltd Exafs apparatus of soft x-ray region
JPH02273499A (en) * 1989-02-16 1990-11-07 General Electric Co <Ge> Dose calibration of x-ray imaging device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308152A (en) * 2022-10-11 2022-11-08 安徽创谱仪器科技有限公司 Multimode integrated switching platform and method for receiving spectrometer signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20020191746A1 (en) X-ray source for materials analysis systems
US4680467A (en) Electron spectroscopy system for chemical analysis of electrically isolated specimens
JP3616714B2 (en) Apparatus for setting a predetermined surface potential on an insulating sample in an analytical instrument
US6442236B1 (en) X-ray analysis
Green et al. Enhanced proton flux in the MeV range by defocused laser irradiation
Arndt et al. A microfocus X-ray tube used with focusing collimators
JPS61176044A (en) Electric field release scan type auger electron microscope
JP2010032341A (en) X-ray analyzer
Ding et al. X‐ray source for x‐ray microfluorescence using a monolithic x‐ray focusing lens combined with aperture optics
US4280049A (en) X-ray spectrometer
Chouffani et al. Determination of electron beam parameters by means of laser-Compton scattering
JPH06151089A (en) X-ray analyzing device and x-ray analyzing method
US3805057A (en) Energy analyzer of coaxial cylindrical type
US3733483A (en) Electron spectroscopy
US4857730A (en) Apparatus and method for local chemical analyses at the surface of solid materials by spectroscopy of X photoelectrons
EP0112345B1 (en) X-ray source apparatus
JPH06267485A (en) Scanning electron microscope
Sakurai et al. High‐intensity low tube‐voltage x‐ray source for laboratory extended x‐ray absorption fine structure measurements
Golubev et al. A slit-based method of a high-current ion beam transversal distribution diagnostic
Arkhipov et al. Modification of the X-ray diagnostics of electron energy distributions in gyrotrons
GB1422330A (en)
JPS60130044A (en) Scanning type electron microscope
Lumpkin et al. First multi-GeV particle-beam measurements using a synchroscan and dual-sweep x-ray streak camera
JPH10170699A (en) X-ray generation device
Vane et al. X-Ray Tube Improvements for Better Performance in an Energy-Dispersive X-Ray Spectrometer System