JPS62194447A - Ｘ線による被測定物の非破壊測定方法 - 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】 ｒ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、厚さなどを分析、測定する方法に関する。

ｒ従来の技術１ 不透明な物体の組成濃度、組成分布、厚さ等を放射線照
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、　Ｉｒ、　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し
ているが、アイソトープによる非破壊的測定法の場合、
アイソトープの入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、そのため白
色Ｘ線、特性Ｘ線などを用いる方法が普及している。

例えば、二つの構成元素からなる軸対称の被測定物につ
いてこれの組成分析を行なうとき、白色Ｘ線（または特
性Ｘ線）を被測定物照射した後。

二以上の特定波長（またはエネルギ）に関する透過Ｘ線
を測定し、かかる測定データをコンピュータ処理するこ
とにより、被測定物の一断面における組成分布を求めて
いる。

このような技術を応用して従来例として、特開昭５８−
１８０３３号の発明では、特性Ｘ線をＶＡＤ法による多
孔質ガラス母材に照射し、その透過Ｘ線に基づいて当該
母材の組成を分析している。

この際のＸ線源電圧はＢＯｋＶ以上がよく、その強度は
Ｘ線源電流値で１０ｍＡ以上がよく、電流値がかかる値
を下回る場合、Ｘ線量が小さくなるため測定に時間がか
かる。

Ｘ線ノ波長ハ入＝１２．４／ｖ（ｋＶ）　　Ａテアル。

ただし、ＶはＸ線源にかける管電圧。

一方、透過Ｘ線の強度は１分位の時間で測定するのがよ
く、時間に比例して測定精度が高まる。

ｒ発明が解決しようとする問題点ｊ ところで、Ｘ線ビームにて被測定物の一断面を走査する
場合、■Ｘ線源を移動させる、■被測定物を移動させる
、■両方を移動させるなど、適宜の手段が考えられる。

このうち、■の手段は比較的簡易に実施できるかにみえ
るが、白色Ｘ線から二以上の特性Ｘ線を取り出してこれ
を被測定物に照射しても、Ｘ線照射系、Ｘ線検出系の光
軸が一致しないケースも含めて測定時間が不必要に長く
なる。

特に、前記ＶＡＤ法にて作製される多孔質ガラス母材の
ごとく、被測定物そのものが移動できない場合、これの
実施が不可能となり、オンライン測定が実現できない。

したがって■の手段は、リアルタイムで被測定物の元素
を分析する場合など、これらに応用されることが殆どな
い。

■の手段は被測定物そのものが移動できない場合に適用
できるが、これはＸ線源を含めた装置全体を移動させる
ので移動設備が大がかりとなり、Ｘ線源の不安定要因を
も惹き起こす。

■の手段は上記■■が複合するのでその実施がより面倒
となり、殆ど採用されない。

本発明は上記の問題点に鑑み、被測定物の測定分析が少
ないＸ線源の移動量にて、しかもオンライン方式により
短時間に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Ｊ 本発明に係る被測定物の非破壊測定方法は、所期の目的
を達成するため、Ｘ線源からの白色Ｘ線を、回折用単結
晶により平行な単色Ｘ線に分光するとともにコリメータ
を介して複数のＸ線ビームとし、これらＸ線ビームを被
測定物の測定対象領域にわたって照射するとともにその
被測定物を透過したＸ線量を、各Ｘ線ビームごとに、マ
ルチＸ線検出器により同時測定することを特徴とする。

ｒ実　施　例」 以下本発明の実施例につき、図面を参照して説明する。

第１図、第２図において、例えば二組成からなる不透明
な被測定物Ａを組成を分析するとき、Ｘ線１［１から出
射された白色Ｘ線！１は、回折用単結晶２を介して単色
Ｘ＠菖？となり、さらにコリメータ３により複数のＸ線
ビーム！３となった後、かかるＸ線ビームｘ３が被測定
物Ａの測定対象領域（−断面）に照射される。

被測定物Ａを透過した各Ｘ線ビーム、すなわち各透過Ｘ
線ｘ４は、コリメータ４により光軸を一致させられた後
、これらのＸ線量がマルチＸ線検出器５を介して同時測
定される。

かくして測定されたＸ線量は、図示しないコンピュータ
に入力され、その入力信号が既成の記憶データに基づい
て演算処理されることにより、被測定物Ａの組成が分析
される。

なお、Ｘ線源１としては、例えばタングステンをターゲ
ットとする白色Ｘ線源が用いられ、回折用単結晶２とし
ては、例えばシリコン単結晶が用いられ、マルチＸ線検
出器５としては、例えばシンチレーション管や半導体検
出器を積層したものが用いられる。

上述した本発明方法では、Ｘ線ビームを一方向から被測
定物に向けて照射するので、軸対称の被測定物を測定す
るのに都合よい。

被測定物が非軸対称の場合、Ｘ線ビームか、もしくは被
測定物を回転させる必要が生じる。

Ｘ線ビームの回折条件については、下記の式にしたがい
、入射角θを変えることにより所望のエネルギＥが取り
出せる。

２ｄ　ｓｉｎθ；ｎ入＝ｎ・（ｈａ／Ｅ）ｄ：格子定数
、入：波長、ｈニブランク定数。

Ｅ：エネルギ、ｎ：整数、θ：入射角。

本発明方法の具体例として、ＶＡＤ法により製造される
５ｉ０２−ＧｅＯ２系の多孔質ガラス母材を被測定物と
し、その多孔質ガラス母材の二組成分布をリアルタイム
でオンライン分析する場合を説明する。

なお、上記多孔質ガラス母材の場合、これを透明ガラス
化し、その透明ガラス母材を加熱延伸することにより光
ファイバを得るが、当該光ファイバの屈折率分布は５ｉ
０２、ＧｅＯ２の二成分の分布により定まる。

したがって、多孔質ガラス母材の上記オンライン分析は
、あらかじめ５ｉ０２、ＧＥ！０２の透過線量について
これらの厚さに応じたデータを採取し、そのデータをコ
ンピュータに記憶させ、以下に述べる測定結果を当該コ
ンピュータにて演算処理することにより行なわれる。

本発明の具体例における多孔質ガラス母材は、外径８０
曹履φである。

Ｘ線源としては、最大出力３２０ｋＶの白色Ｘ線源を用
い、これから出射された低エネルギ（Ｅ［）、高エネル
ギ（ＥＨ）の白色Ｘ線を、それぞれ回折用単結晶により
単色Ｘ線とした。

この際用いた回折用単結晶は二種類あり、上記白色Ｘ線
を、その一つの単結晶（ブラッグの条件を満たす前側の
シリコン単結晶）により単色Ｘ線とした後、その単色Ｘ
線を他の一つの単結晶（後側の非対称結晶）により拡大
した。

さらに上記単色Ｘ線をコリメータにより１６本のＸ線ビ
ームとした。

その後の検出は前述したと同じであるが、この際、低エ
ネルギ（ＥＬ）のＸ線ビーム、高エネルギＸ（ＥＨ）の
Ｘ線ビームが被測定物の同一断面を通るようにし、さら
にＥ［、ＥＨについては、シリコン単結晶、非対称結晶
を駆動し、回折条件を変えることにより、これらのエネ
ルギを取り出した。

かかる具体例での測定結果を既述のコンピュータで処理
することにより、被測定物の組成分析がオンライン方式
により短時間で行なえた。

ｒ発明の効果Ｊ 以上説明した通り、本発明方法によるときは、単色Ｘ線
による複数のＸ線ビームを被測定物の測定対象領域にわ
たって照射し、その被測定物を透過したＸ線量を、各Ｘ
線ビームごとに所定の手段で同時測定するから、Ｘ線源
とこれに付帯した装置全体を駆動させることなく、回折
用単結晶のみのを駆動させるだけで所望の測定が高速か
つ短時間に行なえ、したがって、被測定物に関するリア
ルタイムなオンライン測定が合理的に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例を略示した正面図、第２
図は同上の平面図である。 １・拳・Ｘ線源 ２・・・回折用単結晶 ３　・１１１１コリメータ ４−・・コリメータ ５・・・マルチＸ線検出器 ＾・・・被測定物 ｘｌ・・・白色Ｘ線 ｘ２・・・単色Ｘ線 ｘ３豐争・Ｘ線ビーム ｘ４・・・透過Ｘ線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線源からの白色Ｘ線を、回折用単結晶により平
   行な単色Ｘ線に分光するとともにコリメータを介して複
   数のＸ線ビームとし、これらＸ線ビームを被測定物の測
   定対象領域にわたって照射するとともにその被測定物を
   透過したＸ線量を、各Ｘ線ビームごとに、マルチＸ線検
   出器により同時測定することを特徴とするＸ線による被
   測定物の非破壊測定方法。
2. （２）被測定物中の組成数に応じて、エネルギの異なる
   特性Ｘ線を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非破壊測定方法。