JPS61167846A - Ｘ線による被測定物の組成分析方法 - 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】 ｆ産業上の利用分野１ 本発明はＸ線を利用した非破壊測定手段により被測定物
の組成を分析する方法に関する。

ｒ従来の技術」 不透明な物体の組成濃度１組成分布等を放射線照射によ
り非破壊的に測定するとき、その線源としてアイソトー
プ（Ｇａ、　Ｚｒ、　Ｇｏ）などのγ線、あるいはＸ線
を用い、放射線照射系から出射した放射線を被測定物に
照射し、その透過線の強度を検出系で測定解析するよう
にしている。

ところで、アイソトープによる非破壊的測定法の場合、
アイソトープの人手が困難であること、その強度が弱い
かまたは強すぎること、さらに半減期が短いこと等々の
理由により工業化がむずかしいとされており、そのため
、Ｘ線を用いる方法が普及している。

Ｘ線には白色Ｘ線、単色Ｘ線があり、例えば被測定物が
２つの元素からなる場合、通常、Ｘ１ｍ照射系と被測定
物とを相対移動させるスキャンニングにより白色Ｘ線ま
たは単色Ｘ線を被測定物に照射し、２以上の特定波長ま
たはエネルギに関する透過線強度をその検出系により求
めた後、その測定データをもとにした多層分割法、アー
ベル変換　′法等の計算法により被測定物の組成分布を
求めている。

この際、Ｘ線源の電圧は８０にマ以上、その強度はＸ線
源の電流換算値で１（ｉｓ＾以上がよいとされており、
この電流値が低いとＸ線量が小さくなり、測定に時間が
かかる。

Ｘ線の波長入（オンゲス）Ｃ７−ム）は、Ｘ線源にかけ
る管電圧にマをＶとしたとき、入＝　１２．４／Ｖであ
る。

透過線の強度は、数１０秒程度の時間で測定するのがよ
く、時間が長いほど測定精度が高まるとされている。

Ｉ発明が解決しようとする問題点１ 上述した放射線を用いる分析方法の場合、Ｘ線（γ線も
同じ）を被測定物に照射すると、その被測定物の材料劣
化が生じる。

したがって被測定物に単色Ｘ線のみを照射すればよいが
、単色Ｘ線は下表のように、エネルギ７０ｋｅＶ以下の
ものが多く、被測定物を透過するための十分なエネルギ
を有していない。

例えば２種以上の組成からなる被測定物を測定　　　゛
する場合、所望の測定分析に時間がかかりすぎ、工業的
にみた実用性がなくなる。

本発明は上記の問題点に鑑み、高エネルギの単色Ｘ線を
用いる被測定物の組成分析手段により、被測定物の劣化
を阻止しながら高精度かつ短時間で所望の分析が行なえ
る方法を提供しようとするものである。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明に係る被測定物の組成分析方法は、Ｘ線発生器か
ら出射した白色Ｘ線を、複数（２以上の任意！ｌりの単
結晶に当てて複数（２種以上の任意数）の単色Ｘ線を取
り出すとともに、これら単色Ｘ線をそれぞれ被測定物に
照射し、その透過線をＸ線検出装置で測定解析すること
により被測定物中の組成を分析することを特徴としてい
る。

７作用」 本発明方法の場合、Ｘ線発生器、Ｘ線検出装置等を介し
て所望被測定物の組成を分析するが、この際の白色Ｘ線
照射時、その白色Ｘ線を複数の単結晶に当てて複数の単
色Ｘ線を取り出し、これら単色Ｘ線を被測定物に照射し
、その透過線を検出する。

こうして被測定物の組成を非破壊的に分析するとき、単
色Ｘ線を照射するから被測定物への照射Ｘ線量が少なく
、被測定物の劣化が抑制される。

しかも、単結晶に当てて取り出した各単色Ｘ線には検出
精度の低下原因となるパルス広がりや測定時間消費を多
くする低エネルギ傾向がなく、シたがって高精度の分析
が短時間で行なえる。

ζ実　施　例ｊ 以下本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明す
る。

第１図、第２図において、１はＸ線発生器、２はＸ線検
出装置である。

Ｘ線発生器ｌは白色Ｘ線を出射するための線源を有し、
Ｘ線検出装置２は例えば半導体（Ｇｅ系）からなるＸ線
検出器に、マルチチャンネル型波高分析器、電子計算機
などを接続している。

第１図、第２図において、Ｘ線発生器ｌ側には直列状態
でコリメータ３，４が配置され、Ｘ線検出装置２側には
並列状態でコリメータ５，８が配置されている。

上記第１図、第２図のうち、第１図に示したものはコリ
メータ４の先方に隣接して単結晶７が配置されていると
ともに、該単結晶７の先方には前側の単結晶８と後側の
単結晶９が配置され、さらにコリメータ１０が前側単結
晶８との並列間隔をおいて配置されている。

一方、第２図のものでは単結晶７と単結晶８とが前記所
定の位置に配置されている。

単結晶７は、ラウェ条件を満たす回折により所定の単色
Ｘ線が取り出せるようになっており、単結晶８．３はブ
ラッグ条件を満たす回折により所定の単色Ｘ線が取り出
せるようになっている。

１１は前述したｘｗＡ照射系の介在スペース１２に配置
される不透明な被測定物であり、かかる被測定物１１の
１例として、酸化ケイ素と酸化ゲルマニウムとからなる
光フアイバ用の多孔質母材をあげることができ、通常、
当該被測定物１１はステップ駆動式のモータを備えた走
査機構（図示せず）によりＸ線照射方向と交差する方向
へ走査されるようになっている。

本発明方法では介在スペース１２内に被測定物１１を置
いて所定の測定分析を実施するとき、Ｘ線発生器１から
出射された白色Ｘ線をコリメータ３゜４で絞り、これを
単結晶７に当ててその一部を前記ラウェ条件で回折させ
る。

この際の回折は低エネルギのものに生じ、高エネルギ成
分はすべて単結晶７を透過する。

その後、高エネルギ成分は単結晶８，８　（第１図）に
より、または単結晶８　（第２図）により前記ブラッグ
条件で回折される。

ブラッグ条件を満たす回折はつぎのブラッグ式％式％ 式中、入は前述したん＝　１２．４／Ｖ、θは単結晶に
は結晶間隔（Ｓｉの場合、　３．１３５　Ａ　）である
。

上記式ではｎ＝１を考えれば十分であり、θを調整する
ことにより任意エネルギ成分のものを一方向へ取り出す
ことができる。

かくして得られた中色Ｘ線Ｅｌ、　！２を被測定物！！
へ照射するが、この際、被測定物１１を図示の矢印方向
へステップ移動させるとともに、当該被測定物１１を透
過した後の各単色Ｘ線、すなわち各透過線のエネルギを
それぞれコリメータ５．８に通してＸ線検出装置のＸ線
検出器により測定し、その測定データをマルチチャンネ
ル型波高分析器にて分析するとともに、多層分割法で演
算する電子計算機にて解読する。

なお、被測定物１１を直径１００■腸、長さ６ｏｏ−■
の前記多孔質母材とし、第１図の実施例によりその母材
の組成を分析するとき、各仕様はつぎのようになる。

Ｘ線発生器としては管電圧３２０ｋＶ　、　２５ｍＡの
白色Ｘ線源が用いられ、そのターゲットとして一部のも
のが用いられる。

各コリメータは鉛製であり、そのスリット幅が０、Ｂ１
層に設定される。

Ｘ線検出器としてはＧｅ系の半導体検出器が用いられる
。

単結晶としては厚さ１層層のシリコンが使用される。

各単結晶に当てて単色Ｘ＠Ｅｌ、Ｅ２を取り出すとき、
Ｅｌ側ヲ１００ｋＶ　、　Ｅ２側を２００ｋＶ　トｔ、
、Ｅ２は前記の通り２度回折させる。

こうして得られた単色Ｘ線Ｅ１、Ｅ２は互いに平行する
ようになり、被測定物はこれら単色Ｘ線Ｅｌ。

Ｅ２と直行する方向へ移動させる。

この際の被測定物はステッピングモータを介した駆動装
置によりｌステップ量０．２層ｌとして周期的に移動さ
せる。

第２図の実施例でも上記とほぼ同様にして多孔質母材の
組成測定を行ない得るが、単色Ｘ線Ｅｌ。

Ｅ２が平行となる第１図の方がその測定データに基づく
演算処理（電子計算機処理）が容易である。

１発明の効果ｊ 以上説明した通り１本発明方法によるときは、被測定物
への照射Ｘ線量が少ないことにより被測定物の劣化が抑
制でき、しかもパルス広がりの影響がない単色Ｘ線を検
出するので高精度の分析が行なえ、かつ、その透過線エ
ネルギが大きいから測定時間の短縮化もはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明方法の各実施例を略示した説明
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線発生器から出射した白色Ｘ線を、複数の単結
   晶に当てて複数の単色Ｘ線を取り出すとともにこれら単
   色Ｘ線をそれぞれ被測定物に照射し、その透過線をＸ線
   検出装置で測定解析することにより被測定物中の組成を
   分析することを特徴とするＸ線による被測定物の組成分
   析方法。
2. （２）各単色Ｘ線を互いに平行させて被測定物に照射す
   る特許請求の範囲第１項記載のＸ線による被測定物の組
   成分析方法。
3. （３）単色Ｘ線と交差する方向に被測定物を移動させる
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載のＸ線による
   被測定物の組成分析方法。