JPH0566599U - Ｘ線分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒状の分光結晶の軸線上に、Ｘ線源と受光
スリットの開口を配置したＸ線分光器において、Ｘ線を
複数種類の波長に分光する。 【構成】 分光結晶４を円筒の軸線Ｓに平行に複数配設
する。これらの分光結晶４に対応させて、受光スリット
５を軸線Ｓ上に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、Ｘ線源から発生するＸ線を大きな立体角で取り出す集中法式のＸ 線分光器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

蛍光Ｘ線分析装置は、励起Ｘ線を分析試料に照射し、この分析試料からの蛍光 Ｘ線の強度を検出し、分析試料の元素や組成の分析を行うものである。この種の 分析装置では、分析試料から発生した蛍光Ｘ線を分光器で単色化して、所定の波 長のＸ線のみをＸ線検出器で検出する場合が多い。上記分光器として、従来より 、ヨハン型分光器とヨハンソン型分光器が用いられている。これらの分光器を用 いた蛍光Ｘ線分析装置の一例を図４（ａ），（ｂ）に示す。

【０００３】 図４（ａ）はヨハン型分光器を用いたものである。 この図において、Ｘ線管３から出射された一次Ｘ線Ｂ１は、分析試料１の被照 射部分（Ｘ線源）１ａの原子を励起して、分析試料１を構成する元素固有の蛍光 Ｘ線Ｂ２を発生させる。発生した蛍光Ｘ線Ｂ２は、分析試料１から出射されて、 湾曲型の分光結晶４０に入射して、ブラッグの式を満足する所定の波長を有する 蛍光Ｘ線のみが回折される。この回折により、蛍光Ｘ線は単色化つまり分光され る。この分光結晶４０によって反射された回折Ｘ線Ｂ３は、受光スリット５を通 過してＸ線検出器６に入射する。入射した回折Ｘ線Ｂ３はＸ線検出器６で検出さ れ、図示しない分析器により、所定のＸ線分析がなされる。なお、分析試料１、 分光結晶４０および受光スリット５は、一点鎖線で示す半径Ｒのローランド円Ｃ 上に配置されている。

【０００４】 ここで、一次Ｘ線Ｂ１を分析試料１の微小部分に照射した場合のように、蛍光 Ｘ線Ｂ２の強度が弱い場合には、周方向に長い分光結晶４０を用いて、Ｘ線検出 器６に入射する回折Ｘ線Ｂ３のＸ線強度を強くする必要がある。しかし、上記ヨ ハン型分光器の分光結晶４０は、結晶平面が網平面と一致しているが、半径２Ｒ の円筒状に曲げられており、そのため、分光結晶４０の長さを長くすると、収差 が大きくなる。その結果、分解能が低下し、分析精度が低下する。

【０００５】 一方、ヨハンソン型の分光器の分光結晶４１は、図４（ｂ）に示すように、そ の表面が半径Ｒのローランド円Ｃに沿っており、理論的には収差が生じない。し かし、このヨハンソン型の分光結晶４１は、まず、平板結晶を半径２Ｒで円筒状 に曲げ、ついで、ローランド円Ｃに沿うように結晶を研磨することにより製作さ れる。そのため、分光結晶４１の長さを長くしようとすると、両端４１ａの厚み が厚くなるから、長い分光結晶を製作することができない。

【０００６】 そこで、従来より、図５に示すように、分析試料１の被照射部分１ａと受光ス リット５の開口５ａを、分光結晶４の表面を形成する円筒面４ａの軸線Ｓ上に配 置した分光器１０が知られている。この分光器１０によれば、分光結晶４を周方 向に長くすることで、立体角φを大きくして、強いＸ線強度が得られる一方で、 分光結晶４の中心４ｃで蛍光Ｘ線Ｂ２を回折するので、理論的には収差もないか ら、分析精度が向上する。しかも、ヨハンソン型と異なり、分光結晶４を研磨す る必要もないので、製作も容易である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記図５の従来技術では、分光結晶４の入射角θおよび回折角θが定 まっており、そのため、蛍光Ｘ線Ｂ２を複数種類の波長に分光することができな い。したがって、たとえば複数種類の元素についての分析ができない。 この考案は、Ｘ線源と受光スリットの開口を円筒状の分光結晶の軸線上に配置 したＸ線分光器において、複数種類の波長に分光することが可能なＸ線分光器を 提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】

上記目的を達成するために、請求項１の考案は、円筒状の分光結晶を円筒の軸 線に平行に複数配設するとともに、各分光結晶に対応する複数の受光スリットを 設けている。 請求項１の考案によれば、円筒状の分光結晶を円筒の軸線に平行に複数配設し たから、各分光結晶ごとに異なる回折角で、Ｘ線を分光することができる。

【０００９】 請求項２の考案は、Ｘ線源と受光スリットの開口を円筒状の分光結晶の軸線上 に配置した関係を保ちながら、上記分光結晶および受光スリットをスライド移動 させるスライド移動装置を設けている。 この場合、上記Ｘ線源または分光結晶のいずれか一方を回転させる回転装置を 設けて、Ｘ線源からのＸ線の取出角を一定に保つのが好ましい。

【００１０】 請求項２の考案によれば、分光結晶および受光スリットをスライド移動させる ことにより、異なる回折角でＸ線を分光することができる。 また、回転装置を設けて、Ｘ線源からのＸ線の取出角を一定に保った場合は、 Ｘ線源から分光結晶へ向かうＸ線の強度を所定の大きな一定値に保つことができ る。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図面にしたがって説明する。 図１は第１実施例を示す。 図１（ａ）において、円筒状の分光結晶４は、円筒の軸線Ｓに沿って平行に複 数個（たとえば２つ）配設されている。つまり、各分光結晶４から軸線Ｓまでの 距離は、図１（ｂ）のように、全て等しくｒになっている。一方、上記軸線Ｓ上 には、分析試料１の被照射部分１ａと、複数の受光スリット５の開口５ａとが配 設されている。

【００１２】 各分光結晶４は、その結晶平面が網平面と一致しており、異なる入射角θｎで 入射した蛍光Ｘ線Ｂ２を、それぞれ異なる回折角θｎで回折する。各受光スリッ ト５は、それぞれ、分光結晶４に対応して設けられており、回折Ｘ線Ｂ３を通過 させて、Ｘ線検出器６に入射させる。その他の構成は、図５の従来例と同様であ り、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００１３】 上記構成においては、分光結晶４を円筒の軸線Ｓに沿って平行に２個配設した ので、蛍光Ｘ線Ｂ２が異なる回折角θ₁ ，θ₂ で回折され、受光スリット５ａを 通過して、Ｘ線検出器６に入射する。したがって、蛍光Ｘ線Ｂ２を２種類の波長 に分光することができる。

【００１４】 なお、上記実施例では、分光結晶４、受光スリット５およびＸ線検出器６から なる分光器１０を２個づつ設けたが、必要に応じて分光器１０を３個以上設けて もよい。

【００１５】 図２は第２実施例を示す。 図２（ａ）において、この実施例は、分光器１０を１つだけ設けた走査型分光 器である。この分光器１０には、一対の案内ロッド１１，１２を有するスライド 移動装置と、受光スリット回転装置１３（図２（ｂ））と、全体回転装置１４と を有している。

【００１６】 上記各案内ロッド１１，１２は、各々、図２（ｂ）の第１および第２スライダ １１Ｓおよび１２Ｓを介して、図２（ａ）の分光結晶４および受光スリット５を 案内するもので、軸線Ｓに平行に配設されており、図示しない連結材により一体 となっている。スライド移動装置は、図示していないが、たとえば１：２の歯車 比を有する一対のピニオンと、このピニオンに係合するラックを有し、図２（ｃ ）のように、分光結晶４と受光スリット５を、案内ロッド１１，１２に沿って１ ：２の変位量で移動させるものである。つまり、スライド移動装置は、分光結晶 ４と受光スリット５の開口５ａを、分光結晶４の軸線Ｓ上に配置した関係を保ち ながら、分光結晶４および受光スリット５を平行にスライド移動させる。

【００１７】 図２（ｂ）の受光スリット回転装置１３は、第１スライダ１１Ｓを中心に回転 する案内リンク１５と、この案内リンク１５に対して摺動自在で、かつ、第２ス ライダ１２Ｓに対して回転自在な第３スライダ１５Ｓを有している。上記受光ス リット５（図２（ｂ））は第３スライダ１５Ｓに固定されており、したがって、 図２（ａ）の受光スリット５は、分光結晶４を中心に回転する。なお、Ｘ線検出 器６は受光スリット５と一体になっており、したがって、受光スリット５と共に 移動し、回転する。

【００１８】 上記全体回転装置１４は、２本の案内ロッド１１，１２を含む上記分光器１０ 全体を、図２（ｃ）ないし（ｄ）のように、分析試料１の被照射部分１ａを中心 に回転させて、分析試料１からの蛍光Ｘ線Ｂ２の取出角αを一定に保つものであ る。なお、取出角αはＸ線管３（実際には図に示した大きさよりも大きく、かつ 、分析試料１に近接している。）に干渉しない範囲において、できる限り大きく 設定する。その他の構成は、上記第１実施例と同様であり、同一部分または相当 部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００１９】 つぎに、上記構成の動作を説明する。 まず、図２（ａ）のように、検出すべき蛍光Ｘ線の波長λ₁ に対応する回折角 θ₁ において、回折Ｘ線Ｂ３を検出する。ついで、図２（ｃ）のように、分光結 晶４および受光スリット５を、案内ロッド１１，１２に沿って、１：２の変位量 で移動させることにより、他の検出すべき蛍光Ｘ線の波長にλ₂ に応じて、回折 角θ₂ を設定する。この際、受光スリット５およびＸ線検出器６は、受光スリッ ト回転装置１３（図２（ｂ））により、所定角度回転する。上記移動後、図２（ ｄ）のように、全体回転装置１４により、分光器１０全体を回転角β（＝α−θ ₂ ）だけ回転させる。この全体回転により取出角αが一定に保たれる。上記全体 回転後、回折Ｘ線Ｂ３を検出する。こうして、２種類の波長λ₁ ，λ₂ を有する 回折Ｘ線Ｂ３を検出することで、所定のＸ線分析がなされる。

【００２０】 上記構成においては、全体回転装置１４を設けて、分析試料１からの蛍光Ｘ線 Ｂ２の取出角αを図３のように、大きな一定値に保っているので、この蛍光Ｘ線 Ｂ２の強度を所定の大きな一定値に保つことができるから、分析精度が向上する 。

【００２１】 ところで、この実施例では、図２の分光結晶４および受光スリット５を案内す る案内ロッド１１，１２を一体とし、図２（ｃ），（ｄ）のように、分光器１０ 全体を全体回転装置１４で回転させるから、従来のヨハン型またはヨハンソン型 分光器において取出角を一定に保つために分光結晶４および受光スリット５を別 々に回転させるのに比べ、制御が容易になる。

【００２２】 なお、上記実施例では、全体回転装置１４により、分光結晶４、受光スリット ５およびＸ線検出器６を回転させて、取出角αを一定に保ったが、図２（ｃ）の 状態からＸ線管３および分析試料１を反時計回りに角度β回転させて、取出角α を一定に保ってもよい。

【００２３】 また、分光器１０を走査型とする場合に、上記取出角αを一定に保つ必要はな く、たとえば、図２の全体回転装置１４を設けずに、図２（ａ），（ｃ）の状態 で、それぞれ、蛍光Ｘ線Ｂ３の強度を検出することとしてもよい。

【００２４】 また、上記各実施例では、分析試料１をＸ線源とする分光器について説明した が、Ｘ線管のようにターゲットに電子を衝突させて、ターゲットからの一次Ｘ線 を分光する分光器についてもこの考案を適用できる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１の考案によれば、円筒状の分光結晶を円筒の軸 線に平行に複数配設するとともに、各分光結晶に対応する複数の受光スリットを 円筒の軸線上に設けたので、分光結晶ごとに異なる回折角でＸ線を分光して、弱 い強度のＸ線を複数種類の波長に分光することができる。

【００２６】 また、請求項２の考案によれば、Ｘ線源と受光スリットの開口を円筒状の分光 結晶の軸線上に配置した関係を保ちながら、分光結晶および受光スリットをスラ イド移動させるので、１つの分光結晶および受光スリットにより、Ｘ線を複数種 類の波長に分光することができる。

【００２７】 さらに、請求項３の考案によれば、Ｘ線源からのＸ線の取出角を一定に保って いるので、分光結晶に向かうＸ線の強度を所定の大きな一定値に保つことができ るから、分析精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの考案の第１実施例を示すＸ線分光
器の斜視図、（ｂ）は同断面図である。

【図２】（ａ）は第２実施例を示すＸ線分光器の断面
図、（ｂ）は受光スリット回転装置を示すスケルトン、
（ｃ）および（ｄ）はそれぞれ分光器の動作を示す断面
図である。

【図３】第２実施例を示すＸ線分光器の斜視図である。

【図４】従来例を示し、（ａ）はヨハン型分光器の概略
構成図、（ｂ）はヨハンソン型分光器の概略構成図であ
る。

【図５】円筒型の分光結晶を用いた従来の分光器を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ａ…Ｘ線源（分析試料の被照射部分）、４…分光結
晶、５…受光スリット、５ａ…開口、１４…（全体）回
転装置、Ｂ２…（蛍光）Ｘ線、Ｂ３…回折Ｘ線。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源から出射されたＸ線を回折して単
   色化する円筒状の分光結晶と、この分光結晶によって反
   射された回折Ｘ線を通過させる受光スリットとを備え、
   上記Ｘ線源と受光スリットの開口を円筒の軸線上に配置
   したＸ線分光器において、 上記分光結晶を上記円筒の軸線に平行に複数配設すると
   ともに、上記分光結晶に対応する複数の受光スリットを
   設けたことを特徴とするＸ線分光器。
2. 【請求項２】 Ｘ線源から出射されたＸ線を回折して単
   色化する円筒状の分光結晶と、この分光結晶によって反
   射された回折Ｘ線を通過させる受光スリットとを備え、
   上記Ｘ線源と受光スリットの開口を円筒の軸線上に配置
   したＸ線分光器において、 上記Ｘ線源、分光結晶および受光スリットの上記配置関
   係を保ちながら、上記分光結晶および受光スリットをス
   ライド移動させるスライド移動装置を設けたことを特徴
   とするＸ線分光器。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記Ｘ線源または分
   光結晶のいずれか一方を回転させて、上記Ｘ線源からの
   Ｘ線の取出角を一定に保つ回転装置を設けたＸ線分光
   器。