JPH10206356A - 蛍光x線分析装置 - Google Patents

蛍光x線分析装置

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JPH10206356A
JPH10206356A JP9010269A JP1026997A JPH10206356A JP H10206356 A JPH10206356 A JP H10206356A JP 9010269 A JP9010269 A JP 9010269A JP 1026997 A JP1026997 A JP 1026997A JP H10206356 A JPH10206356 A JP H10206356A
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    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一台の蛍光X線分析装置を波長分散型として
もエネルギー分散型としても使用できるようにする。 【解決手段】 試料Sから蛍光X線を発生させる照射チ
ャンバ1に、内部に分光手段8とこれに対応する検出器
10とを有する検出チャンバ2を隣接して設け、この検
出チャンバ2内では少なくとも分光手段8を蛍光X線の
入射光路から退避移動可能にするとともに、蛍光X線の
入射光路の延長線上にエネルギー分散型の検出器12を
設けて、入射蛍光X線を分光して検出するか、もしくは
分光せずに検出するか、切り換えられるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分散型として
もエネルギー分散型としても使用できる蛍光X線分析装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光X線分析装置は、試料に励起X線を
照射して蛍光X線を発生させ、この蛍光X線により試料
の構成元素の分析を行うものであるが、蛍光X線の検出
方法により、波長分散型と、エネルギー分散型とがあ
る。
【0003】波長分散型の装置には、図3に示すよう
に、照射チャンバ21と、検出チャンバ22とが互いに
隣接して設けられている。照射チャンバ21にはX線源
23があり、このX線源23から定位置にセットされた
試料Sに励起X線が照射される。この照射で試料Sから
発生した蛍光X線は、検出チャンバ22に入射する。
【0004】検出チャンバ22内には、少なくとも分光
素子24のような分光手段と、これに対応する検出器2
5があり、入射した蛍光X線は、分光素子24により各
波長成分に分光されて、検出器25により検出される。
この場合、分光素子24の回転角度θに対して検出器2
5の回転角度が2θとなる関係を保って両者が回転する
ことで、蛍光X線の全波長がスキャンされる。
【0005】エネルギー分散型の装置では、図4に示す
ように、照射チャンバ21にX線源23と、エネルギー
分散に対応した検出器26とが取り付けられている。こ
の照射チャンバ21内で、X線源23からの励起X線の
照射により試料Sから発生した蛍光X線は、分光される
ことなく、その全成分が検出器26に取り込まれ、各エ
ネルギーレベルに分散して検出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、波長分散型
の装置とエネルギー分散型の装置とには、それぞれ次の
ような一長一短がある。
【0007】すなわち、波長分散型は分解能に優れ、近
い波長域にある元素でも各別に識別することができる
が、広い波長域に分散している元素を同定するには、分
光素子24とこれに対応する検出器25との角度を逐次
変化させてスキャンする必要があり、その間、数分から
数十分程度の時間がかかり、迅速な分析を行う場合には
不適である。
【0008】一方、エネルギー分散型では、蛍光X線が
広い波長域に分散していても、その蛍光X線のスペクト
ルを同時的に判別できるため、数秒から数分程度の短時
間で同定を終えることができ、分析に時間がかからず、
迅速な分析に適するものの、蛍光X線の強度をカウント
する計数率に制限があり、微量元素の検出は困難であ
る。
【0009】そのため、従来の装置では、分析時間もし
くは分析精度のいずれか一方をある程度犠牲にしなけれ
ばならず、分析目的に合わない場合があり、問題があっ
た。
【0010】また、両方のタイプの装置を揃える場合に
は、装置全体としてのコストがかかるばかりでなく、試
料を他のタイプの装置にセットし直す上でも時間がかか
る。
【0011】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、一台
の装置を波長分散型としてもエネルギー分散型としても
使用できるようにして、目的に合った分析が効率的に行
えるようにすることを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、試料に励起X線を照射して蛍光X線を発
生させる照射チャンバに、内部に分光手段とこれに対応
する検出器とを有する検出チャンバが隣接して設けら
れ、この検出チャンバ内では少なくとも分光手段が蛍光
X線の入射光路から退避移動可能であり、かつ蛍光X線
の入射光路の延長線上にエネルギー分散型に対応する検
出器が配置されている蛍光X線分析装置を構成した。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1および図2に基づいて
本発明の実施の形態を説明する。
【0014】図1および図2は、本発明の一実施形態に
係る蛍光X線分析装置の概略構成図で、図1は波長分散
型として使用する場合を、図2はエネルギー分散型とし
て使用する場合をそれぞれ示している。
【0015】これらの図に示すように、本実施形態の蛍
光X線分析装置では、照射チャンバ1と、検出チャンバ
2とが互いに隣接して設けられている。照射チャンバ1
は、試料Sから蛍光X線を発生させる部分で、励起X線
のX線源として高電圧発生回路3により駆動されるX線
管4が取り付けられていて、内部の定位置に試料Sがセ
ットされるようになっている。符号5は、X線管4の前
面に設けられたフィルタである。
【0016】検出チャンバ2は、照射チャンバ1内で発
生する蛍光X線を取り込んで検出する部分で、その内部
には、蛍光X線の一部が視野制限絞り6を通じて入射す
るようになっている。この検出チャンバ2には、入口ス
リットである1次ソーラスリット7と、蛍光X線を波長
分散させる分光手段としての分光素子8と、出口スリッ
トである2次ソーラスリット9と、X線の検出器10と
が設けられている。
【0017】分光素子8は、1次ソーラスリット7を通
じて入射する蛍光X線を受けるよう、その蛍光X線の入
射光路上の位置に支持器11により支持されている。検
出器10は、波長分散される蛍光X線に対応するもの
で、具体的にはシンチレーションカウンタや比例計数管
が用いられる。この検出器10と2次ソーラスリット9
とは、分光素子8が角度θ回転するのに伴って、その倍
の角度2θ回転するようになっている。
【0018】本発明では、前記した検出チャンバ2の各
部材のうち、蛍光X線の入射光路を遮る部材である分光
素子8が、図2に示すように、入射光路から退避移動可
能に設けられている。この分光素子8は、支持器11と
ともに退避移動してもよいし、支持器11自体の短縮に
より退避移動してもよい。
【0019】分光素子8を退避させる手段としては、こ
の外に、単に分光素子8の交換機に分光素子8の装着さ
れていない箇所を設けておき、その箇所を設定すること
でもよい。
【0020】検出器10および2次ソーラスリット9に
ついては、それらの回転角度の調整により蛍光X線の入
射光路から退避しうるから、特に退避移動するための構
造を付加する必要はない。
【0021】また、1次ソーラスリット7についても、
感度アップのために、ソーラスリット交換機の機能を利
用して退避させてもよい。
【0022】さらに、検出チャンバ2の外壁には、エネ
ルギー分散型に対応したX線の検出器12(具体的に
は、リチウム・ドラフト形シリコン検出器のような半導
体検出器)が取り付けられている。この検出器12は、
蛍光X線の入射光路の延長線上で1次ソーラスリット7
に対向する位置にあって、入射蛍光X線が分光素子8等
に遮られない場合、入射蛍光X線を直接受光するように
なっている。なお、符号13は、液体窒素により検出器
12とそのプリアンプ14とを冷却する冷却器である。
【0023】検出チャンバ2に設けられた2つの検出器
10,12の出力側には、信号切り換え回路15が設け
られ、各検出器10,12の出力信号はこの信号切り換
え回路15を介して選択的に信号処理回路16に入力す
る。信号処理回路16の出力は、データ処理部17に送
信される。
【0024】上記の構成において、装置を波長分散型と
して使用する場合は、図1に示すように、予め検出チャ
ンバ2内で分光素子8を蛍光X線の入射光路上に位置さ
せ、信号処理の側では、信号切り換え回路15を波長分
散型の検出器10の側に切り換えておく。
【0025】この状態のもとで、照射チャンバ1におい
てX線管4から試料Sに励起X線を照射する。この場
合、X線管4の管電流出力は一定に保たれる。励起X線
の照射で試料Sから蛍光X線が発生すると、その蛍光X
線の一部は検出チャンバ2に入射する。
【0026】検出チャンバ2内に入射した蛍光X線は、
1次ソーラスリット7により平行ビームとなって分光素
子8に入射し、この分光素子8により各波長成分に分光
され、これに対応する検出器10により検出される。こ
の場合、分光素子8の回転角度θに対して検出器10の
回転角度が2θとなる関係を保って両者が回転すること
で、蛍光X線の全波長がスキャンされる。
【0027】検出器10の出力信号は信号切り換え回路
15を介して信号処理回路16に入力するから、各波長
のX線強度を示すデータが得られ、このデータに基づい
て分析が行われる。
【0028】これに対して、エネルギー分散型として使
用する場合は、図2に示すように、予め信号切り換え回
路15をエネルギー分散型の検出器12の側に切り換
え、検出チャンバ2内では、分光素子8を蛍光X線の入
射光路に対して回転角度を0度とした上で、入射光路か
ら外れる位置に退避させる。また、この分光素子8に対
応する検出器10および2次ソーラスリット9も、入射
光路から外れるよう、入射光路と直角になる角度にまで
回転させる。
【0029】この状態のもとで、照射チャンバ1におい
てX線管4から試料Sに励起X線を照射する。この場
合、X線管4の管電流出力は、エネルギー分散型の検出
器12の特性に合わせて制御される。励起X線の照射で
試料Sから発生した蛍光X線は、検出チャンバ2に入射
する。
【0030】検出チャンバ2内では、入射する蛍光X線
を遮るものはないので、入射蛍光X線は分光されること
なく直接、エネルギー分散型の検出器12に入射し、検
出器12からは入射X線のエネルギーレベルを示す信号
が得られる。この検出器12の出力信号は信号切り換え
回路15を介して信号処理回路16に入力し、エネルギ
ー選別等の処理により、波長分散型の場合と同様のデー
タが得られる。
【0031】なお、図示の実施形態では、2つの検出器
10,12の出力信号を信号切り換え回路15を介して
選択的に信号処理回路16に入力させるようにしたが、
各検出器10,12にそれぞれ対応する信号処理回路を
設け、各検出器10,12の出力信号を専用の信号処理
回路で処理するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】本発明による蛍光X線分析装置は、波長
分散型としてもエネルギー分散型としても使用できるも
ので、試料の元素構成を早く知りたい場合はエネルギー
分散型として、また、微量成分まで正確に知りたいとき
は波長分散型として使用すればよく、一台の装置で分析
目的に応じた使い分けができる。
【0033】しかも、一方のタイプから他方のタイプに
切り換える場合、検出チャンバ内の一部の部材を移動さ
せる程度の簡単な操作をするだけで済み、試料のセット
や前処理をし直す必要がないから、短時間で二様の分析
を遂行しうる。
【0034】また、二様の分析を行い、それぞれのデー
タを得ると、一方のデータの不充分な部分を他方のデー
タで補完することが可能で、このような補完によって分
析結果の信頼性を高めることができる。
【0035】さらに、各タイプの装置を個別に揃える場
合に比べて、大幅な費用削減となるばかりでなく、X線
管や排気装置等の多くの部材、装置が両方のタイプに共
用されるから、その分、コストの上昇が抑えられ、比較
的安価に製作しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る蛍光X線分析装置の
概略構成図で、波長分散型として使用する場合を示す。
【図2】上記と同一の装置の概略構成図で、エネルギー
分散型として使用する場合を示す。
【図3】従来の波長分散型の蛍光X線分析装置の要部の
構成図である。
【図4】従来のエネルギー分散型の蛍光X線分析装置の
要部の構成図である。
【符号の説明】
1…照射チャンバ、 2…検出チャンバ、4…X
線源(X線管)、 8…分光手段(分光素子)、10
…波長分散対応の検出器、12…エネルギー分散対応の
検出器、S…試料、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料に励起X線を照射して蛍光X線を発
    生させる照射チャンバに、内部に分光手段とこれに対応
    する検出器とを有する検出チャンバが隣接して設けら
    れ、この検出チャンバ内では、少なくとも分光手段が蛍
    光X線の入射光路から退避移動可能であり、かつ、蛍光
    X線の入射光路の延長線上にエネルギー分散型に対応す
    る検出器が配置されていることを特徴とする蛍光X線分
    析装置。
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