JPH08247972A - 蛍光x線分析方法 - Google Patents
蛍光x線分析方法Info
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- JPH08247972A JPH08247972A JP7968295A JP7968295A JPH08247972A JP H08247972 A JPH08247972 A JP H08247972A JP 7968295 A JP7968295 A JP 7968295A JP 7968295 A JP7968295 A JP 7968295A JP H08247972 A JPH08247972 A JP H08247972A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蛍光X線分析法で試料が異形或は不均一であ
り、かつ試料と同種の基準試料が入手できない場合の分
析方法。 【構成】 入手可能な任意基準試料で目的成分の蛍光X
線強度を理論計算し、実測により計算値の実測値への変
換式を求めておき、分析対象試料について組成を仮定し
て目的成分の蛍光X線強度を計算し、上記換算式によっ
て予想実測値を求め、これがその試料の実測値と一致す
るように仮定組成値を修正する計算を繰返し、最終的な
仮定組成値を分析結果とする。 【効果】 基準試料の材質が任意なので入手容易。
り、かつ試料と同種の基準試料が入手できない場合の分
析方法。 【構成】 入手可能な任意基準試料で目的成分の蛍光X
線強度を理論計算し、実測により計算値の実測値への変
換式を求めておき、分析対象試料について組成を仮定し
て目的成分の蛍光X線強度を計算し、上記換算式によっ
て予想実測値を求め、これがその試料の実測値と一致す
るように仮定組成値を修正する計算を繰返し、最終的な
仮定組成値を分析結果とする。 【効果】 基準試料の材質が任意なので入手容易。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は試料に励起X線を照射
し、試料から放射される蛍光X線を検出して試料成分の
定量分析を行う方法に関する。
し、試料から放射される蛍光X線を検出して試料成分の
定量分析を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上述したような分析方法即ち蛍光X線分
光分析における通常の手法は、試料と同種で組成の判明
している試料を標準試料として分析対象元素の検量線を
作成し、試料について分析対象元素の特性X線強度を実
測して検量線から目的元素の濃度を求めるものである。
しかしこの方法には適用限界がある。まず第1に試料も
標準試料も励起X線の照射域を完全に含み得る大きさで
あることを要する。第2に試料が薄層であったり積層体
であるときは標準試料も組成的に同種である上構造的に
同一であることが必要である。従ってそのような標準試
料が入手できない場合、この方法は適用できない。第3
に試料が特殊な形で励起X線の照射域の一部しか占める
ことができないとか、照射域を完全に含んでも表面が平
面でない場合も第2の場合と同様にして試料と同種同形
であることが必要であるので、そのような標準試料が入
手できないときは適用できない。
光分析における通常の手法は、試料と同種で組成の判明
している試料を標準試料として分析対象元素の検量線を
作成し、試料について分析対象元素の特性X線強度を実
測して検量線から目的元素の濃度を求めるものである。
しかしこの方法には適用限界がある。まず第1に試料も
標準試料も励起X線の照射域を完全に含み得る大きさで
あることを要する。第2に試料が薄層であったり積層体
であるときは標準試料も組成的に同種である上構造的に
同一であることが必要である。従ってそのような標準試
料が入手できない場合、この方法は適用できない。第3
に試料が特殊な形で励起X線の照射域の一部しか占める
ことができないとか、照射域を完全に含んでも表面が平
面でない場合も第2の場合と同様にして試料と同種同形
であることが必要であるので、そのような標準試料が入
手できないときは適用できない。
【0003】上述した第2の場合に対してFP法と云う
方法が用いられている。これは標準試料として試料と同
構造でない、入手容易な塊状試料を一つ(検量線法では
目的元素の濃度が異なる数種の標準試料が必要)あれば
よい。この方法は試料に励起X線を照射したとき試料か
ら放射される蛍光X線の強度を理論的に計算する手法が
確立されているので、それを用いて標準試料について分
析対象元素(目的元素)の蛍光X線強度を計算し、標準
試料について蛍光X線強度を実測してその比を求める
と、この比は計算値を実測値に変換する変換係数とな
る。次に分析対象試料について組成を仮定して目的元素
の蛍光X線強度を計算し、これに上記比を掛けた値を分
析対象試料について実測した蛍光X線強度と比較する。
仮定した組成が正しければ両者は一致するので、計算値
が実測値と一致するまで仮定組成を変えて計算を繰返す
ものである。
方法が用いられている。これは標準試料として試料と同
構造でない、入手容易な塊状試料を一つ(検量線法では
目的元素の濃度が異なる数種の標準試料が必要)あれば
よい。この方法は試料に励起X線を照射したとき試料か
ら放射される蛍光X線の強度を理論的に計算する手法が
確立されているので、それを用いて標準試料について分
析対象元素(目的元素)の蛍光X線強度を計算し、標準
試料について蛍光X線強度を実測してその比を求める
と、この比は計算値を実測値に変換する変換係数とな
る。次に分析対象試料について組成を仮定して目的元素
の蛍光X線強度を計算し、これに上記比を掛けた値を分
析対象試料について実測した蛍光X線強度と比較する。
仮定した組成が正しければ両者は一致するので、計算値
が実測値と一致するまで仮定組成を変えて計算を繰返す
ものである。
【0004】上述方法における蛍光X線強度の計算は試
料を薄層に分けて考え、或る深さの所にある層につい
て、励起X線がその層に到達する迄の吸収による減衰を
考え、目的元素に対する励起X線による励起効率を考え
て、励起X線および共存元素による励起X線の散乱およ
び蛍光X線によるその層の目的元素の蛍光X線強度を求
め、その蛍光X線がX線検出器に向かって試料表面まで
達する迄に受ける吸収を考えて、その層から検出される
蛍光X線強度を求めて、これを試料の厚さ方向に積分す
るものなので、試料が薄層或は積層体であっても、上述
方法は適用できるのである。また計算値と実測値の比を
組成の分かっている標準試料を用いて予め求めておく
が、この比が1でないのは、計算上の励起X線強度に対
し実際の励起X線強度が不明であることと、X線検出効
率が不明であるためであり、これらは分析装置固有のも
のであるから、上記した比の値は標準試料の場合も分析
対象試料の場合も同じ値になっているのである。
料を薄層に分けて考え、或る深さの所にある層につい
て、励起X線がその層に到達する迄の吸収による減衰を
考え、目的元素に対する励起X線による励起効率を考え
て、励起X線および共存元素による励起X線の散乱およ
び蛍光X線によるその層の目的元素の蛍光X線強度を求
め、その蛍光X線がX線検出器に向かって試料表面まで
達する迄に受ける吸収を考えて、その層から検出される
蛍光X線強度を求めて、これを試料の厚さ方向に積分す
るものなので、試料が薄層或は積層体であっても、上述
方法は適用できるのである。また計算値と実測値の比を
組成の分かっている標準試料を用いて予め求めておく
が、この比が1でないのは、計算上の励起X線強度に対
し実際の励起X線強度が不明であることと、X線検出効
率が不明であるためであり、これらは分析装置固有のも
のであるから、上記した比の値は標準試料の場合も分析
対象試料の場合も同じ値になっているのである。
【0005】上述第3の場合に対して次のような方法が
提案されている。この方法は検量線法に属するものであ
るが、標準試料としては試料と同種であればよく、試料
と同じ形である必要はなくて、入手容易な塊状試料を用
い得るものである。この方法は試料に励起X線を照射し
たとき試料から放射されるコンプトン散乱線と蛍光X線
の強度比は試料の形状とか試料におけるX線照射領域の
大小とかに関係していると云うことに基いている。即ち
標準試料について蛍光X線とコンプトン散乱線の強度比
と目的元素の濃度との関係曲線つまり検量線を作ってお
き、分析対象について蛍光X線と散乱X線とを実測し、
その比を求めて上記検量線に当嵌めて目的元素の濃度を
求めるものである。
提案されている。この方法は検量線法に属するものであ
るが、標準試料としては試料と同種であればよく、試料
と同じ形である必要はなくて、入手容易な塊状試料を用
い得るものである。この方法は試料に励起X線を照射し
たとき試料から放射されるコンプトン散乱線と蛍光X線
の強度比は試料の形状とか試料におけるX線照射領域の
大小とかに関係していると云うことに基いている。即ち
標準試料について蛍光X線とコンプトン散乱線の強度比
と目的元素の濃度との関係曲線つまり検量線を作ってお
き、分析対象について蛍光X線と散乱X線とを実測し、
その比を求めて上記検量線に当嵌めて目的元素の濃度を
求めるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した方法は試料の
大きさとか形について制限はなく標準試料が入手し易い
と云う利点があるが、材質的には標準試料と分析対象試
料とは同種である必要がある。従って分析対象と同種の
標準試料が入手できないときには適用できない。本発明
は試料が異形で励起X線の照射領域を満たすことができ
ない例えば線状とか孔のあいた試料である場合、更には
積層品のように均一でない場合、平面でない場合で、か
つ標準試料として分析対象と同種の塊状試料が入手でき
ない場合に適用可能なX線分光分析方法を提案するもの
である。
大きさとか形について制限はなく標準試料が入手し易い
と云う利点があるが、材質的には標準試料と分析対象試
料とは同種である必要がある。従って分析対象と同種の
標準試料が入手できないときには適用できない。本発明
は試料が異形で励起X線の照射領域を満たすことができ
ない例えば線状とか孔のあいた試料である場合、更には
積層品のように均一でない場合、平面でない場合で、か
つ標準試料として分析対象と同種の塊状試料が入手でき
ない場合に適用可能なX線分光分析方法を提案するもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】分析対象とは異種或は同
種で分析対象を含み、組成既知の適宜選択された基準試
料について、分析対象元素の蛍光X線およびその波長に
おける散乱X線の各強度をその既知組成に基いて計算
し、その計算結果と基準試料に励起X線を照射したとき
の蛍光X線および散乱X線の実測強度との比を求めてお
き、分析対象試料について、組成を仮定して分析対象元
素の蛍光X線強度およびその波長における散乱X線強度
を計算し、その計算値に上記予め求めてある比を掛けた
値と分析対象試料に励起X線を照射したときの蛍光X線
と散乱X線の実測強度とを比較し、両者が一致するよう
に仮定組成を変えて計算を繰返し、最終的な仮定組成を
分析値とするようにした。
種で分析対象を含み、組成既知の適宜選択された基準試
料について、分析対象元素の蛍光X線およびその波長に
おける散乱X線の各強度をその既知組成に基いて計算
し、その計算結果と基準試料に励起X線を照射したとき
の蛍光X線および散乱X線の実測強度との比を求めてお
き、分析対象試料について、組成を仮定して分析対象元
素の蛍光X線強度およびその波長における散乱X線強度
を計算し、その計算値に上記予め求めてある比を掛けた
値と分析対象試料に励起X線を照射したときの蛍光X線
と散乱X線の実測強度とを比較し、両者が一致するよう
に仮定組成を変えて計算を繰返し、最終的な仮定組成を
分析値とするようにした。
【0008】
【作用】基準試料が分析対象試料と同種の場合は前述第
3の場合に対する分析方法が適用できるから、こゝで考
えるべきものは標準試料が目的元素を含んではいるが異
種つまり共存元素が異なっている場合である。特許請求
の範囲では基準試料として分析対象試料と同種のものも
含んでいるが、これはその場合でも本発明の適用は可能
と云うことである。本発明は基準試料と分析対象試料は
組成だけでなく、形状も構造も異なっていることを前提
としている。試料から放射されるX線の目的元素の蛍光
X線波長位置での強度測定では蛍光X線と散乱X線とを
分離して測定することはできず、両者の合計が実測され
る。他方試料について蛍光X線および散乱X線は個別に
計算できる。そこで実測X線強度Eと計算強度との間に
は E=A(蛍光X線計算値)+B(散乱X線計算値) の関係が成立つ。同様のことは基準試料についても云え
ることで、係数のA,Bは励起X線の強度および照射方
向とからX線検出方向,検出感度等分析装置の構造因子
で決まり試料の組成にはよらないから、A,Bは基準試
料でも分析対象試料でも基本的には同じ値である。そこ
で複数の基準試料により、計算と実測とかA,Bを決め
ることができ、A,Bを決めた上で分析対象試料につい
ての計算値を前式に代入して予想X線強度を求め、これ
を実測と比較して、両者一致するように計算に当たって
仮定した組成を修正することで分析値が得られるのであ
る。
3の場合に対する分析方法が適用できるから、こゝで考
えるべきものは標準試料が目的元素を含んではいるが異
種つまり共存元素が異なっている場合である。特許請求
の範囲では基準試料として分析対象試料と同種のものも
含んでいるが、これはその場合でも本発明の適用は可能
と云うことである。本発明は基準試料と分析対象試料は
組成だけでなく、形状も構造も異なっていることを前提
としている。試料から放射されるX線の目的元素の蛍光
X線波長位置での強度測定では蛍光X線と散乱X線とを
分離して測定することはできず、両者の合計が実測され
る。他方試料について蛍光X線および散乱X線は個別に
計算できる。そこで実測X線強度Eと計算強度との間に
は E=A(蛍光X線計算値)+B(散乱X線計算値) の関係が成立つ。同様のことは基準試料についても云え
ることで、係数のA,Bは励起X線の強度および照射方
向とからX線検出方向,検出感度等分析装置の構造因子
で決まり試料の組成にはよらないから、A,Bは基準試
料でも分析対象試料でも基本的には同じ値である。そこ
で複数の基準試料により、計算と実測とかA,Bを決め
ることができ、A,Bを決めた上で分析対象試料につい
ての計算値を前式に代入して予想X線強度を求め、これ
を実測と比較して、両者一致するように計算に当たって
仮定した組成を修正することで分析値が得られるのであ
る。
【0009】
【実施例】本発明で用いる蛍光X線強度の計算方法はF
P法として知られ前述したように蛍光X線分析法で一般
に用いられているので詳述しないが、励起X線の照射方
向と試料から放射されるX線の検出方向と試料の組成と
から試料内の一点へ励起X線が到達する迄の距離と、そ
の間の励起X線の減衰を求め、目的元素の励起効率と、
発生したX線の検出される迄の吸収を計算し、それを試
料全体にわたって積分するもので、目的元素の励起には
照射X線による直接励起と励起X線により試料中の他の
部分から放射されるX線による間接励起があるので、そ
れらも計算に入れる。こゝで励起X線の減衰,着目して
いる点から放射された蛍光X線の検出される迄の吸収,
目的元素の励起効率,間接励起の影響が試料の組成によ
って決まるので、試料の組成が決まれば蛍光X線強度が
計算できるのである。
P法として知られ前述したように蛍光X線分析法で一般
に用いられているので詳述しないが、励起X線の照射方
向と試料から放射されるX線の検出方向と試料の組成と
から試料内の一点へ励起X線が到達する迄の距離と、そ
の間の励起X線の減衰を求め、目的元素の励起効率と、
発生したX線の検出される迄の吸収を計算し、それを試
料全体にわたって積分するもので、目的元素の励起には
照射X線による直接励起と励起X線により試料中の他の
部分から放射されるX線による間接励起があるので、そ
れらも計算に入れる。こゝで励起X線の減衰,着目して
いる点から放射された蛍光X線の検出される迄の吸収,
目的元素の励起効率,間接励起の影響が試料の組成によ
って決まるので、試料の組成が決まれば蛍光X線強度が
計算できるのである。
【0010】散乱X線はレイリー散乱とコンプトン散乱
とで構成されており、FP法と同様組成が関係する。計
算方法は公知であるので詳述しないが、レイリー散乱R
は試料中の一微小部分につき、単位照射X線強度に対し
て Ri=0.02391Wi(1+cos2 θ)f2 /A
i こゝでfは原子散乱因子と呼ばれ f=Σ[aij exp{−bij(θ/2)/p
2 }]+ci Σはjについての加算、iは元素の種別を示す番号で Wi 元素iの含有量 Ai 元素iの原子量 θ 照射X線とX線検出方向とのなす角 p X線の波長 定数aij,bij,ciは元素毎の定数で例えば 「 International tables for X-ray Crystall g
raphy 」 J.A Ibers, W.C. Hamilton ( Klewer Academic Publis
hers, Boston )に記載されている。これは元素毎のもの
であるから、これを全成分元素について求める。レイリ
ー散乱X線は照射X線と同じ波長であるから、目的元素
の蛍光X線と同波長のレイリー散乱X線は励起X線中の
ターゲット元素の特性X線(これが主たる励起X線であ
る)の散乱ではなく、励起X線中の連続X線成分の中の
目的元素の蛍光X線と同じ波長成分の散乱X線である。
とで構成されており、FP法と同様組成が関係する。計
算方法は公知であるので詳述しないが、レイリー散乱R
は試料中の一微小部分につき、単位照射X線強度に対し
て Ri=0.02391Wi(1+cos2 θ)f2 /A
i こゝでfは原子散乱因子と呼ばれ f=Σ[aij exp{−bij(θ/2)/p
2 }]+ci Σはjについての加算、iは元素の種別を示す番号で Wi 元素iの含有量 Ai 元素iの原子量 θ 照射X線とX線検出方向とのなす角 p X線の波長 定数aij,bij,ciは元素毎の定数で例えば 「 International tables for X-ray Crystall g
raphy 」 J.A Ibers, W.C. Hamilton ( Klewer Academic Publis
hers, Boston )に記載されている。これは元素毎のもの
であるから、これを全成分元素について求める。レイリ
ー散乱X線は照射X線と同じ波長であるから、目的元素
の蛍光X線と同波長のレイリー散乱X線は励起X線中の
ターゲット元素の特性X線(これが主たる励起X線であ
る)の散乱ではなく、励起X線中の連続X線成分の中の
目的元素の蛍光X線と同じ波長成分の散乱X線である。
【0011】一方コンプトン散乱X線の計算も同様にし
て次のように行われる。コンプトン散乱X線のX線の波
長pと照射X線の波長λとは λ=p−0.02426(1−cosθ) 但しθは照射X線とX線検出方向とのなす角である。実
施例ではX線源のターゲット元素の特性X線のコンプト
ン散乱X線を用いる。単位強度の照射X線に対して試料
成分中の元素iによるコンプトン散乱X線の強度Ciは Ci=0.02391Wi(1+cos2 θ)Tc/A
i で与えられ、Tcは Tc=Zi(λ/p)2 G(v) λとpとは上記した関係であり、λは目的元素の蛍光X
線波長、vは v=0.704πsin(θ/2)/(λZi2/3 ) で与えられ、G(v)はvの関数で表から与えられる。
Ziは元素iの原子番号である。上記Ciを成分元素全
部について合計する。Wiは前述したように元素iの含
有量である。
て次のように行われる。コンプトン散乱X線のX線の波
長pと照射X線の波長λとは λ=p−0.02426(1−cosθ) 但しθは照射X線とX線検出方向とのなす角である。実
施例ではX線源のターゲット元素の特性X線のコンプト
ン散乱X線を用いる。単位強度の照射X線に対して試料
成分中の元素iによるコンプトン散乱X線の強度Ciは Ci=0.02391Wi(1+cos2 θ)Tc/A
i で与えられ、Tcは Tc=Zi(λ/p)2 G(v) λとpとは上記した関係であり、λは目的元素の蛍光X
線波長、vは v=0.704πsin(θ/2)/(λZi2/3 ) で与えられ、G(v)はvの関数で表から与えられる。
Ziは元素iの原子番号である。上記Ciを成分元素全
部について合計する。Wiは前述したように元素iの含
有量である。
【0012】上述したレイリー散乱X線,コンプトン散
乱X線は単位強度の照射X線に対するものであるから、
計算においては更に励起X線が試料中の一点に到達する
迄の減衰、散乱X線が検出される迄の吸収を計算して試
料中の各点毎の照射X線強度と検出される散乱X線強度
を求める。この照射X線,散乱X線の試料による吸収は
X線源,試料,検出器の位置により決まる幾何学的因子
と試料成分元素の特性としての質量吸収係数が関係し、
前述したFP法におけると同じ計算法により求められ
る。
乱X線は単位強度の照射X線に対するものであるから、
計算においては更に励起X線が試料中の一点に到達する
迄の減衰、散乱X線が検出される迄の吸収を計算して試
料中の各点毎の照射X線強度と検出される散乱X線強度
を求める。この照射X線,散乱X線の試料による吸収は
X線源,試料,検出器の位置により決まる幾何学的因子
と試料成分元素の特性としての質量吸収係数が関係し、
前述したFP法におけると同じ計算法により求められ
る。
【0013】図1は本発明方法を実行する手順を示すフ
ローチャートである。複数の基準試料を用意する。決定
すべき係数が二つあるので、試料数は二つ以上用意す
る。基準試料中の目的元素の濃度は異なっている必要が
ある。まず各基準試料につきFP法で目的元素の蛍光X
線強度Fを計算する(イ)。次に同じ試料で連続X線の
散乱X線強度Sと管球ターゲットの特性X線のコンプト
ン散乱X線強度Cを計算する(ロ)。次に同じ試料で目
的元素の蛍光X線波長位置でのX線強度Eとコンプトン
散乱X線強度Gを実測(ハ)する。次に E=AF+BS G=DC に上記(イ)(ロ)(ハ)で求まった各値を代入し、
A,B,Dを決定(ニ)する。以上は準備段階である。
次に分析対象試料について計算と実測を行う。まず
(ホ)のステップで分析対象試料に対し、組成を仮定し
てFP法による目的元素の蛍光X線強度,連続X線の散
乱X線,コンプトン散乱X線の各線を計算し、次に計算
値を(ニ)のステップで決めた式のF,S,Cに入れて
計算上の蛍光X線波長位置の検出X線強度E′とコンプ
トン散乱X線強度G′を求め(ヘ)、同試料につき目的
元素の蛍光X線波長位置でのX線強度Eとコンプトン散
乱X線強度Gを実測(ト)し、次の(チ)のステップで
E′/G′=E/Gか否かをチェックし、E′/G′が
E/Gと一致しない(NO)ときは動作は(ホ)のステ
ップに戻り、組成の仮定値を変えて(ヘ)(ト)(チ)
の動作を繰返す。実際上EとE′が完全に一致すること
は殆どないので、両者の差が予め決めてある許容誤差以
下になった所で両者一致として繰返し計算を打切り、最
終的な仮定組成値を分析結果とする。上記の作業は元素
毎に個別に行い、全元素が完了すれば、また最初の元素
に戻って繰り返す。
ローチャートである。複数の基準試料を用意する。決定
すべき係数が二つあるので、試料数は二つ以上用意す
る。基準試料中の目的元素の濃度は異なっている必要が
ある。まず各基準試料につきFP法で目的元素の蛍光X
線強度Fを計算する(イ)。次に同じ試料で連続X線の
散乱X線強度Sと管球ターゲットの特性X線のコンプト
ン散乱X線強度Cを計算する(ロ)。次に同じ試料で目
的元素の蛍光X線波長位置でのX線強度Eとコンプトン
散乱X線強度Gを実測(ハ)する。次に E=AF+BS G=DC に上記(イ)(ロ)(ハ)で求まった各値を代入し、
A,B,Dを決定(ニ)する。以上は準備段階である。
次に分析対象試料について計算と実測を行う。まず
(ホ)のステップで分析対象試料に対し、組成を仮定し
てFP法による目的元素の蛍光X線強度,連続X線の散
乱X線,コンプトン散乱X線の各線を計算し、次に計算
値を(ニ)のステップで決めた式のF,S,Cに入れて
計算上の蛍光X線波長位置の検出X線強度E′とコンプ
トン散乱X線強度G′を求め(ヘ)、同試料につき目的
元素の蛍光X線波長位置でのX線強度Eとコンプトン散
乱X線強度Gを実測(ト)し、次の(チ)のステップで
E′/G′=E/Gか否かをチェックし、E′/G′が
E/Gと一致しない(NO)ときは動作は(ホ)のステ
ップに戻り、組成の仮定値を変えて(ヘ)(ト)(チ)
の動作を繰返す。実際上EとE′が完全に一致すること
は殆どないので、両者の差が予め決めてある許容誤差以
下になった所で両者一致として繰返し計算を打切り、最
終的な仮定組成値を分析結果とする。上記の作業は元素
毎に個別に行い、全元素が完了すれば、また最初の元素
に戻って繰り返す。
【0014】分析対象試料において最初に仮定する組成
は実際の組成に近い程計算の繰返し回数が少なくてす
み、到達する結果の精度も良い。初回組成の仮定方法と
しては分析対象試料について蛍光X線スペクトルを実測
して成分各元素の蛍光X線のピーク高さを求め、高さの
比を成分比とするのも一方法である。このとき励起X線
源の特性X線に対して成分元素の蛍光X線の各成分純品
試料についての蛍光X線の強度比が予め分かっていると
きは、実測された蛍光X線スペクトルの各成分元素に対
するピークの高さを上記比で割った値を成分比とすれば
初回仮定値は実測値により一層近いものとなる。
は実際の組成に近い程計算の繰返し回数が少なくてす
み、到達する結果の精度も良い。初回組成の仮定方法と
しては分析対象試料について蛍光X線スペクトルを実測
して成分各元素の蛍光X線のピーク高さを求め、高さの
比を成分比とするのも一方法である。このとき励起X線
源の特性X線に対して成分元素の蛍光X線の各成分純品
試料についての蛍光X線の強度比が予め分かっていると
きは、実測された蛍光X線スペクトルの各成分元素に対
するピークの高さを上記比で割った値を成分比とすれば
初回仮定値は実測値により一層近いものとなる。
【0015】以下述べるのは本発明による実測例であ
る。この実測例によって、本発明方法と前述した他の従
来法との比較がなされる。用いた試料は分析対象が2
種,基準試料が2種(各4点)である。 分析対象試料A Al合金 Mn0.06〜0.
07% 寸 法 32mm×32mm×厚さ1mm 分析対象試料B 材質は上と同じ 寸 法 7mm×32mm×厚さ1mm 基準試料C Al合金 4個 寸 法 直径32mm×厚さ20mm 基準試料D 鋼 4個 寸 法 Cと同じ。 図2で1は分析対象試料,2は基準試料である。蛍光X
線分析装置の励起X線照射域は直径30mmであり、上
の4種の試料のうちB以外は全てこの照射領域を完全に
含み得るものである。本発明は試料Bと基準試料Dとの
組合せとして実施される。分析対象元素はMnであっ
て、ここでは本発明の効果をみるためなので、分析対象
試料中のMnの含有量は予め分かっており、0.06〜
0.07%である。
る。この実測例によって、本発明方法と前述した他の従
来法との比較がなされる。用いた試料は分析対象が2
種,基準試料が2種(各4点)である。 分析対象試料A Al合金 Mn0.06〜0.
07% 寸 法 32mm×32mm×厚さ1mm 分析対象試料B 材質は上と同じ 寸 法 7mm×32mm×厚さ1mm 基準試料C Al合金 4個 寸 法 直径32mm×厚さ20mm 基準試料D 鋼 4個 寸 法 Cと同じ。 図2で1は分析対象試料,2は基準試料である。蛍光X
線分析装置の励起X線照射域は直径30mmであり、上
の4種の試料のうちB以外は全てこの照射領域を完全に
含み得るものである。本発明は試料Bと基準試料Dとの
組合せとして実施される。分析対象元素はMnであっ
て、ここでは本発明の効果をみるためなので、分析対象
試料中のMnの含有量は予め分かっており、0.06〜
0.07%である。
【0016】検量線法 基準試料Cにより検量線を作る。検量線はMnの%をW
とし、MnのKα線位置のX線検出強度をIとして W=0.0386I−0.02888 となった。そこで試料A,BのMnKα線位置のX線検
出強度Ia,Ibは Ia=2.2893kcps Ib=1.0698kcps であった。これを上式に代入すると、試料Aについては
W=0.06%となり、結果良であるが、試料Bについ
てはW=0.012%となり、明らかに過小評価となっ
ている。これは試料Bは細くて励起X線の全部が試料を
照射していないため、見掛け上Mnが少なくなっている
のである。
とし、MnのKα線位置のX線検出強度をIとして W=0.0386I−0.02888 となった。そこで試料A,BのMnKα線位置のX線検
出強度Ia,Ibは Ia=2.2893kcps Ib=1.0698kcps であった。これを上式に代入すると、試料Aについては
W=0.06%となり、結果良であるが、試料Bについ
てはW=0.012%となり、明らかに過小評価となっ
ている。これは試料Bは細くて励起X線の全部が試料を
照射していないため、見掛け上Mnが少なくなっている
のである。
【0017】コンプトン散乱X線を用いる方法 散乱X線を用いて異形試料の分析をする方法即ち従来例
で第3の場合である。基準試料として試料Cを用いコン
プトン散乱X線の強度を測って試料Bを分析すす。コン
プトン散乱X線はX線源のターゲットであるRhのRh
Kα線のコンプトン散乱X線を用いる。試料からX線検
出方向に放射されるRhKα線のコンプトン散乱X線は
MnのKα線とは波長が異なるから試料から放射される
MnKαとは区別して測定できる。基準試料C4個につ
いてMnの蛍光X線(MnKα)の強度mとRhKα線
のコンプトン散乱X線の強度Cを測定し、両者の比R=
m/CとMn含有量Wとの関係を求めると図3のように
なった。この図は式で表わすと W=1.4059R−0.0161 である。次に分析対象試料Bについて上記コンプトン散
乱X線強度は19.1420kcps、Mnの蛍光X線
強度は1.0698kcpsであったので両者の比Rは
0.05589となった。これを上記式に代入してWを
求めると W=0.062% となり結果は良好である。
で第3の場合である。基準試料として試料Cを用いコン
プトン散乱X線の強度を測って試料Bを分析すす。コン
プトン散乱X線はX線源のターゲットであるRhのRh
Kα線のコンプトン散乱X線を用いる。試料からX線検
出方向に放射されるRhKα線のコンプトン散乱X線は
MnのKα線とは波長が異なるから試料から放射される
MnKαとは区別して測定できる。基準試料C4個につ
いてMnの蛍光X線(MnKα)の強度mとRhKα線
のコンプトン散乱X線の強度Cを測定し、両者の比R=
m/CとMn含有量Wとの関係を求めると図3のように
なった。この図は式で表わすと W=1.4059R−0.0161 である。次に分析対象試料Bについて上記コンプトン散
乱X線強度は19.1420kcps、Mnの蛍光X線
強度は1.0698kcpsであったので両者の比Rは
0.05589となった。これを上記式に代入してWを
求めると W=0.062% となり結果は良好である。
【0018】本発明は分対象試料が異形で基準試料とし
て分析対象試料と同種のものが入手できない場合に適用
されるもので、上例では試料Bに対して、基準試料とし
てD(鋼)を用いることに相当する。試みに試料BとD
を用い、上述コンプトン散乱X線法を適用してみると次
のようになった。基準試料Dを用いてMnの蛍光X線強
度とRhKαのコンプトン散乱X線強度との比Rを実測
しMn含有量Wとの関係を求めると W=0.2280R−0.0403 となった。これに前項で求めた試料BのRの値0.05
589を入れると W=−0.028% となり全く適用不可であることが分る。
て分析対象試料と同種のものが入手できない場合に適用
されるもので、上例では試料Bに対して、基準試料とし
てD(鋼)を用いることに相当する。試みに試料BとD
を用い、上述コンプトン散乱X線法を適用してみると次
のようになった。基準試料Dを用いてMnの蛍光X線強
度とRhKαのコンプトン散乱X線強度との比Rを実測
しMn含有量Wとの関係を求めると W=0.2280R−0.0403 となった。これに前項で求めた試料BのRの値0.05
589を入れると W=−0.028% となり全く適用不可であることが分る。
【0019】最後に本発明の適用例を述べる。分析対象
は試料B、基準試料は試料D4個である。基準試料につ
いてMnの蛍光X線強度,連続X線の散乱X線強度,R
hKαのコンプトン散乱X線強度を計算し、実測値との
関係を求める。結果は Mnの蛍光X線強度実測値=1.6267×Mnの理論
蛍光X線強度+79.1857×理論連続X線散乱強度 コンプトン散乱X線実測強度=49.5236×理論コ
ンプトン散乱X線強度 であった。試料についてのMnの蛍光X線強度,RhK
αのコンプトン散乱線の強度は前々項で実測ずみであ
る。試料Bについて、Mn%を1と仮定して蛍光X線,
連続X線の散乱X線,コンプトン散乱X線の強度を計算
して上記2式に代入し、夫々の予想実測強度を求める
と、 Mn蛍光X線位置での予想強度=24.6355kcps コンプトン散乱X線の予想強度=34.1965kcps となった。従って、R=(Mn蛍光X線強度)/(コン
プトン散乱X線強度)は0.7204となり、試料Bの
実測R=0.05598に比し大き過ぎる。上記比が
0,05598になるようにMn%を変えて計算を繰返
し、0.07%に到達した。
は試料B、基準試料は試料D4個である。基準試料につ
いてMnの蛍光X線強度,連続X線の散乱X線強度,R
hKαのコンプトン散乱X線強度を計算し、実測値との
関係を求める。結果は Mnの蛍光X線強度実測値=1.6267×Mnの理論
蛍光X線強度+79.1857×理論連続X線散乱強度 コンプトン散乱X線実測強度=49.5236×理論コ
ンプトン散乱X線強度 であった。試料についてのMnの蛍光X線強度,RhK
αのコンプトン散乱線の強度は前々項で実測ずみであ
る。試料Bについて、Mn%を1と仮定して蛍光X線,
連続X線の散乱X線,コンプトン散乱X線の強度を計算
して上記2式に代入し、夫々の予想実測強度を求める
と、 Mn蛍光X線位置での予想強度=24.6355kcps コンプトン散乱X線の予想強度=34.1965kcps となった。従って、R=(Mn蛍光X線強度)/(コン
プトン散乱X線強度)は0.7204となり、試料Bの
実測R=0.05598に比し大き過ぎる。上記比が
0,05598になるようにMn%を変えて計算を繰返
し、0.07%に到達した。
【0020】本発明の適用例として図4に示すようなA
1合金のアングル材のMn分析を行った。Mn含有料は
公称0.06〜0.07であるが、上と同様にして0.
07%を得た。
1合金のアングル材のMn分析を行った。Mn含有料は
公称0.06〜0.07であるが、上と同様にして0.
07%を得た。
【0021】
【発明の効果】本発明は上述したように試料が励起X線
の照射面積より小さいとか或は異形であり、かつ基準試
料として分析対象試料と同種のものが得られない場合で
も容易に入手できる材質を基準試料として用いることが
でき、当然のことながら先に述べた各種従来例の適用対
象についても適用可能で、きわめて汎用性が高く、従来
蛍光X線分析法が適用できなかった場合にも良好な分析
結果を得ることができるものである。
の照射面積より小さいとか或は異形であり、かつ基準試
料として分析対象試料と同種のものが得られない場合で
も容易に入手できる材質を基準試料として用いることが
でき、当然のことながら先に述べた各種従来例の適用対
象についても適用可能で、きわめて汎用性が高く、従来
蛍光X線分析法が適用できなかった場合にも良好な分析
結果を得ることができるものである。
【図1】本発明方法の実行手順を示すフローチャート。
【図2】実施例に用いた分析対象試料および基準試料の
斜視図。
斜視図。
【図3】Mn含有量と蛍光X線とコンプトン散乱X線の
強度比Rとの関係直線の図。
強度比Rとの関係直線の図。
【図4】本発明が適用される異形試料の一例の斜視図。
1 分析対象試料 2 基準試料
Claims (1)
- 【請求項1】 試料に励起X線を照射し、試料から放射
される分析対象元素の蛍光X線および散乱X線を分光検
出する蛍光X線分析方法において、分析対象試料とは異
種或は同種で分析対象元素を含み組成既知の適宜選択さ
れた基準試料につき、分析対象元素の蛍光X線波長位置
およびX線管ターゲット物質から発生する特性X線のコ
ンプトン散乱波長位置における各計算X線強度をその既
知組成に基いて計算し、一方でその基準試料に励起X線
を照射したときの分析対象元素の蛍光X線波長位置およ
び前記特性X線のコンプトン散乱波長位置における各実
測X線強度を測定し、前記各計算X線強度と前記各実測
X線強度から計算X線強度を実測強度と同じ単位に変換
する各々の変換係数を求めておき、分析対象試料につい
て、組成を仮定して分析対象元素の蛍光X線波長位置お
よび前記特性X線のコンプトン散乱X線波長位置におけ
るX線強度を計算し、その計算値に前記した各々の変換
係数をかけて求めた値から蛍光X線波長位置および前記
特性X線のコンプトン散乱X線波長位置におけるそれぞ
れのX線強度の計算比を求め、さらに分析対象試料に励
起X線を照射したときの分析対象元素の蛍光X線波長位
置および前記特性X線のコンプトン散乱波長位置におけ
る各実測X線強度からそれぞれのX線強度の実測比を求
め、その計算比と実測比を比較し、両者が一致するまで
仮定組成を修正しながら計算を繰り返し、両者が一致し
たときの仮定組成を分析値とする蛍光X線分析方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7968295A JP2947404B2 (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 蛍光x線分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7968295A JP2947404B2 (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 蛍光x線分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08247972A true JPH08247972A (ja) | 1996-09-27 |
JP2947404B2 JP2947404B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=13696980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7968295A Expired - Lifetime JP2947404B2 (ja) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | 蛍光x線分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2947404B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114910495A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-08-16 | 重庆大学 | X射线荧光ct与康普顿相机复合成像系统及方法 |
WO2024095551A1 (ja) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 株式会社島津製作所 | 蛍光x線分析方法、分析プログラム、および蛍光x線分析装置 |
-
1995
- 1995-03-11 JP JP7968295A patent/JP2947404B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114910495A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-08-16 | 重庆大学 | X射线荧光ct与康普顿相机复合成像系统及方法 |
WO2024095551A1 (ja) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 株式会社島津製作所 | 蛍光x線分析方法、分析プログラム、および蛍光x線分析装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2947404B2 (ja) | 1999-09-13 |
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