JPH071241B2 - X線による被測定物の組成分析方法 - Google Patents

X線による被測定物の組成分析方法

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JPH071241B2
JPH071241B2 JP60082080A JP8208085A JPH071241B2 JP H071241 B2 JPH071241 B2 JP H071241B2 JP 60082080 A JP60082080 A JP 60082080A JP 8208085 A JP8208085 A JP 8208085A JP H071241 B2 JPH071241 B2 JP H071241B2
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ray
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energy
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • 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
    • G01N23/02Investigating 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 transmitting the radiation through the material
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    • G01N23/083Investigating 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 transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays

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Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本考案は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。
『従来の技術』 X線による非破壊測法は各種の分野で利用されている。
X線には白色X線、特性X線があり、例えば医療分野に
おいてX線CT装置により断層写真を撮影するとき、白色
X線を人体に対して放射状に照射し、その透過線を主に
Xe電離箱からなる複数の検出器により測定しているが、
かかる測定法では被測定物の組成を精度よく分析するの
が困難であるとされている。
一方、不透明な物体の組成、濃度等につき、アイソトー
プ(Ga Ir Co)などのγ線源を用いて測定分析する方法
も実施されているが、この方法の場合、線源の安定性が
高い反面、半減期、取り扱い上の規制など、制約を受け
るところが多く、そのため工業化がむずかしいとされて
いる。
『発明が解決しようとする問題点』 上記に代わるものとして、白色X線を単色化して被測定
物に照射し、その透過線をX線検出器でそ測定する方法
が提案されているが、この種の組成分析法では、一般的
に高い分析精度が要求される。
高い分析精度を確保するためには、X線照射時において
X線源または被測定物のいずれか一方を走査する必要が
生じるが、こうした場合には、走査を要する分だけ測定
時間が長くなり、走査のための設備も大がかりとなる。
上記走査を必要としない組成分析を行なおうとしても、
例えば前述したXe検出器ではその精度が低いためこれが
実行できず、走査方式による非測定物の組成分析では、
その被測定物を製造してい際の、すなわちオンラインで
の組成分析がほとんど不可能となる。
測定時間を短縮しながら精度の高い測定を実現するため
には、被測定物に対するX線の照射量を多くする必要が
あり、そのためには、X線ビームを幅1mm以下、長さ5mm
以上に設定するのがよいが、このような縦長のX線ビー
ムを回折して単色化し得る単結晶、およびその測定器
は、これらを配置すべきスペースの点で困難性をともな
う。
例えばNaIシンチレーションカウンタの場合、最小寸法
のものでも0.5インチはある。
殊に、二以上の組成からなる光ファイバ用多孔質母材等
の組成を分析するとき、白色X線の分岐後、これを二種
以上の単色X線とし、それぞれの透過線を測定すること
になるので、単結晶の数、X線検出器の数が多くなり、
上記スペースファクタ上の困難度が増す。
本発明は上述した問題点に鑑み、被測定物、X線源等を
走査せずとも、短時間で被測定物の組成分析が行なえ
る、しかもオンライン制御が可能な組成分析方法を提供
しようとするものである。
『問題点を解決するための手段』 本発明のX線による被測定物の組成分析方法は、所期の
目的を達成するために、 被測定物の測定部間全域にわたって白色X線を照射する
ためのX線源と、 被測定物を透過した後の透過線(透過白色X線)を多数
のX線ビームに分岐するためのマルチコリメータであっ
て、(5×幅)<(1×長さ)を満足させる多数の縦長
スリットが幅方向に並んだものと、 マルチコリメータにより分岐された透過線中、低エネル
ギ単色X線を縦長スリットの長さ方向に回折するための
多数の低エネルギX線回折用単結晶と、 マルチコリメータにより分岐された透過線中、強エネル
ギ単色X線を縦長スリットの幅方向に回折するための多
数の強エネルギX線回折用単結晶と、 低エネルギX線回折用単結晶を経て入射される低エネル
ギ透過線を測定するためのX線検出器と、 強エネルギX線回折用単結晶を経て入射される強エネル
ギ透過線を測定するためのX線検出器とを備えているこ
と、および、 X線源から出射される白色X線の照射領域側に配置され
ている低エネルギ透過線測定用のX線検出器と強エネル
ギ透過線測定用のX線検出器とが、相対的な高低差をも
ってそのX線源とそれぞれ対面していること、 被測定物がX線源と各X線検出器との間において定位置
に配置されていること、 マルチコリメータが被測定物と各X線検出器との間に配
置されていること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の低エネル
ギ透過線をこれ用のX線検出器へ入射させるために、低
エネルギX線回折用の各単結晶が、被測定物と低エネル
ギ透過線測定用X線検出器との間に配置されて縦長スリ
ットの幅方向沿いに並び、かつ、これらマルチコリメー
タ、低エネルギ透過線測定用X線検出器とそれぞれ対応
していること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の強エネル
ギ透過線をこれ用のX線検出器へ入射させるために、強
エネルギX線回折用の各単結晶が、被測定物と強エネル
ギ透過線測定用X線検出器との間に配置されて縦長スリ
ットの幅方向沿いに並び、かつ、これらマルチコリメー
タ、強エネルギ透過線測定用X線検出器とそれぞれ対応
していること、および、 上記の手段を介して被測定物の組成を分析するときに、 X線源から出射した白色X線を被測定物の測定部間全域
に照射すること、 被測定物を透過した後の透過線をマルチコリメータによ
り分岐して、(5×幅)<(1×長さ)を満足させる多
数の縦長ビームにすること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の低エネル
ギ透過線をこれ用の単結晶により回折して低エネルギ透
過線測定用X線検出器へ入射させること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の強エネル
ギ透過線をこれ用の単結晶により回折して強エネルギ透
過線測定用X線検出器へ入射させること、 これら低エネルギ透過線、強エネルギ透過線をそれぞれ
のX線検出器により測定して被測定物の組成を分析する
ことを特徴とする。
『作用』 本発明方法の場合、白色X線を被測定物の測定部間全域
に照射するから、X線源あるいは被測定物を走査する必
要がなく、その透過線をマルチコリメータにより(5×
幅)<(1×長さ)のX線ビームに分岐するから、測定
時間を短縮し、精度の高い測定を実現するための条件を
も満足させることができ、しかも上記透過線中、低エネ
ルギ単色X線を単結晶により縦方向(縦長スリットの長
さ方向)に回折するとともに該透過線中の強エネルギ単
色X線を他の単結晶により横方向(縦長スリットの幅方
向)に回折するから、これと対応する各X検出器も上下
二段のように複数段に配置でき、X線検出器を配置する
際のスペースファクタが緩和される。
なお、上記において、被測定物を透過した後の透過線を
(5×幅)<(1×長さ)のX線ビームに分岐する理由
は、つぎのとおりである。
X線検出器を介して被測定物の透過線を測定分析する場
合は、X線ビーム幅が小さく、しかも、X線ビーム数が
多いほど、被測定物の分解能が高まるが、その反面、X
線ビーム幅が小さくなると、X線検出器への受光量が減
少するために、X線検出器よる測定精度が低下する。
本発明においては、X線ビーム幅を小さくし、X線ビー
ム数を多くした場合に生じる受光量の不足が、X線ビー
ムの長さを大きくすることで補償される。
かかる分解能と受光量とを満足させるためのX線ビーム
形状は、これの幅:長さの関係であらわした場合に、
(5×幅)<(1×長さ)を満足させることを要する。
『実施例』 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線源、2、3はマルチ
コリメータ、4、5は単結晶、6、7はX線検出器であ
る。
一方のマルチコリメータ2は、幅方向に並んだ多数の縦
長スリット2aを有し、他方のマルチコリメータ3も、幅
方法に並んだ多数の縦長スリット3aを有する。
8は不透明な被測定物である。
第1図、第2図において本発明方法を実施するとき、被
測定物7がマルチコリメータ2、3間に配置され、X線
源1から出射された白色X線がマルチコリメータ2によ
り絞られて被測定物8の幅方向全域に照射される。
かかる白色X線は被測定物7を透過し、その透過線がマ
ルチコリメータ3により多数の縦長ビーム状に分光され
る。
ついで、上記透過線のうち、低エネルギ単色X線は単結
晶4により縦方向、例えば第1図のごとき上方、または
図示しない下方へ回折され、これと対応する位置に配置
されたX線検出器6によりそのエネルギ強度が測定され
る。
一方、上記透過線中の強エネルギ単色X線は単結晶4を
透過した後、他の単結晶5により横方向に回折され、か
つ、これと対応する位置に配置されたX線検出器7によ
りそのエネルギ強度が測定される。
こうして各X線検出器6、7により測定された結果が図
示しない電子計算機に入力され、該計算機により被測定
物8の組成が分析される。
なお、前述したX線検出機6、7としてはNaIを積層し
たシンチレーションカウンタが用いられる。
本発明方法において、直径60mmのSiO2−GeO2からなる光
ファイバ用多孔質母材を被測定物とし、これの組成を分
析するとき、下記の条件で実施した。
〔X線源1〕 Max160kev、ターゲット=W製 放射角=30度 〔マルチコリメータ2、3〕 幅×長さ=0.5×10にて分光するもの、分光数30 〔単結晶4〕 Si製、幅×長さ×厚さ=1×20×1、30個 〔単結晶5〕 Si製、幅×長さ×厚さ=40×15×1.5、30個 〔X線検出器6〕 NaI製、口径0.5インチ、30個 〔X線検出器7〕 NaI製、口径0.5インチ、30個 なお、X線検出器6、7はフォトマルプリアンプと一体
になったものを使用した。
第1図、第2図で例示した方法を上記の条件により実施
して光ファイバ用多孔質母材の組成を分析するとき、単
結晶5により80kevのエネルギを回折し、単結晶6によ
り200kevのエネルギを回折し、これらを上記X線検出器
で測定した。
この際の測定時間は数分であった。
なお、組成分布が軸対称である上記光ファイバ用多孔質
母材を分析するとき、コリメータにより分光されたX線
間の母材組成をも測定することにより分析精度が高ま
る。
このような場合は、X線源を中心にしてその線源以降の
各機器を水平方向へ少量だけ回転移動すればよい。
各機器を回転させるとき、NaIの口径が0.5インチである
ので、精度は要求されない。
『発明の効果』 以上説明した通り、本発明方法によるときは、X線源あ
るいは被測定物を走査する必要がないから、被測定物を
オンラインにて分析することができ、透過線をマルチコ
リメータにより所定のX線ビームに分岐するから、測定
時間を短縮し、精度の高い測定を実現することができ、
しかも上記透過線を単結晶による縦長スリットの長さ方
向、幅方向に回折するから、これと対応する各X検出器
も複数段に配置してX線検出器を配置する際のスペース
ファクタをも緩和し得る。
【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……X線源 3……マルチコリメータ 3a……縦長スリット 4、5……単結晶 6、7……X線検出器 8……被測定物

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定物の測定部間全域にわたって白色X
    線を照射するためのX線源と、 被測定物を透過した後の透過線(透過白色X線)を複数
    のX線ビームに分岐するためのマルチコリメータであっ
    て、(5×幅)<(1×長さ)を満足させる多数の縦長
    スリットが幅方向に並んだものと、 マルチコリメータにより分岐された透過線中、低エネル
    ギ単色X線を縦長スリットの長さ方向に回折するための
    多数の低エネルギX線回折用単結晶と、 マルチコリメータにより分岐された透過線中、強エネル
    ギ単色X線を縦長スリットの幅方向に回折するための多
    数の強エネルギX線回折用単結晶と、 低エネルギX線回折用単結晶を経て入射される低エネル
    ギ透過線を測定するためのX線検出器と、 強エネルギX線回折用単結晶を経て入射される強エネル
    ギ透過線を測定するためのX線検出器とを備えているこ
    と、および、 X線源から出射される白色X線の照射領域側に配置され
    ている低エネルギ透過線測定用のX線検出器と強エネル
    ギ透過線測定用のX線検出器とが、相対的な高低差をも
    ってそのX線源とそれぞれ対面していること、 被測定物がX線源と各X線検出器との間において定位置
    に配置されていること、 マルチコリメータが被測定物と各X線検出器との間に配
    置されていること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の低エネル
    ギ透過線をこれ用のX線検出器へ入射させるために、低
    エネルギX線回折用の各単結晶が、被測定物と低エネル
    ギ透過線測定用X線検出器との間に配置されて縦長スリ
    ットの幅方向沿いに並び、かつ、これらマルチコリメー
    タ、低エネルギ透過線測定用X線検出器とそれぞれ対応
    していること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の強エネル
    ギ透過線をこれ用のX線検出器へ入射させるために、強
    エネルギX線回折用の各単結晶が、被測定物と強エネル
    ギ透過線測定用X線検出器との間に配置されて縦長スリ
    ットの幅方向沿いに並び、かつ、これらマルチコリメー
    タ、強エネルギ透過線測定用X線検出器とそれぞれ対応
    していること、および、 上記の手段を介して被測定物の組成を分析するときに、 X線源から出射した白色X線を被測定物の測定部間全域
    に照射すること、 被測定物を透過した後の透過線をマルチコリメータによ
    り分岐して、(5×幅)<(1×長さ)を満足させる多
    数の縦長ビームにすること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の低エネル
    ギ透過線をこれ用の単結晶により回折して低エネルギ透
    過線測定用X線検出器へ入射させること、 マルチコリメータにより分岐された透過線中の強エネル
    ギ透過線をこれ用の単結晶により回折して強エネルギ透
    過線測定用X線検出器へ入射させること、 これら低エネルギ透過線、強エネルギ透過線をそれぞれ
    のX線検出器により測定して被測定物の組成を分析する
    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. 【請求項2】被測定物が、上下方向にわたる組成分布の
    ほぼ等しい二成分系光ファイバ多孔質母材からなる特許
    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. 【請求項3】二種類の単色X線を別個の多層X線検出器
    により測定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。
  4. 【請求項4】X線源から放射状に出射された白色X線を
    被測定物に照射し、かつ、X線源を中心にしてマルチコ
    リメータ、各単結晶を少量回転させ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。
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