JPH09509502A - ポリエチレンナフタレートｘ線窓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｘ線検出器のようなＸ線構成部分のためのＸ線窓である。この種のＸ線窓はＸ線の吸収を最少にするためできるだけ薄いことが必要である。既知の材料であるポリプロピレンは１ミクロン程度の希望する厚さで入手することができず、厚さを減少させるためこの材料を伸長させると、許容できる厚さの拡がりが得られない。本発明による材料ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は希望する厚さで、しかもその厚さの非常に小さい拡がりで入手できる。更に、窓の材料は圧力、温度、Ｘ線に関して連続して変化する状態の影響を受けても、著しく劣化しない適切な（強度、剛性、及び気密性のような）機械的性質を発揮することが必要である。既知のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に比較し、本発明におけるＰＥＮは機械的要件を満たす一層良好な性質を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリエチレンナフタレートＸ線窓 本発明は合成材料製のＸ線透過性窓を具えるＸ線検出器のようなＸ線構成部分 に関するものである。また、本発明はこのようなＸ線構成部分に使用するＸ線窓 に関するものである。 Ｘ線検出器の形のこの種のＸ線構成部分は米国特許第5345083号（PHN13.991） から既知である。 その米国特許に記載されたＸ線検出器は検出器ガスが充填されたイオン化検出 器である。この形式の検出器はＸ線分析装置に使用されており、Ｘ線管からのＸ 線を試料に照射し、試料から放射するＸ線がこの検出器内で検出される。このよ うな装置においては、比較的長波のＸ線に試料を露出するのが望ましいことが多 い。空気中、又はその他のガス中でのこのような放射線の吸収量は比較的多いか ら、Ｘ線管、及びＸ線検出器を含め、この分析装置の全試料空間は、操作中、排 気されている。この場合、特に、検出器内のＸ線窓は、検出器ガスを含む空間を 排気空間から分離する作用をしている。従って、Ｘ線窓は大気圧程度の圧力に耐 え得ることが必要である。更に、Ｘ線窓は零と大気圧との間の非常に多い（数千 回の）圧力変動にも、気密性と強度とを大きく低下させることなくこの圧力変動 に抵抗し得ることが必要である。 圧力変動に関するＸ線窓の機械的性質の他に、Ｘ線吸収性もＸ線窓の重要な性 質である。検出のための試料からのＸ線の量をできくだけ多く節約すためには、 窓のＸ線吸収量を最少にすることが望まれる。従って、目標はＸ線窓の厚さを最 少にすることである。 上に援用した米国特許はポリプロピレン製、又は「マイラー（mylar）」とし て知られるポリエチレンテレフタレート（PET）製のＸ線窓を開示している。こ れ等の材料は殆ど専ら原子番号が若い元素（炭素、及び水素）を含む合成材料で あり、従って、これ等窓の材料による長波のＸ線の吸収は比較的少ない。 吸収が少ないことが望まれるため、例えば１ミクロン以下の厚さのＸ線窓を製 作することが望まれる。しかし、上記ポリプロピレンはこの厚さの箔として市販 されていないため、そのような薄い厚さになるように、製作の前に処理する必要 がある。この薄い厚さは箔を伸長させることによって得られるが、この処理は箔 の最終厚さに関し、大きな拡がり（５０％まで）となり、これ等窓を使用してい る検出器の動作には許容できない拡がりとなることがわかった。 また、上記ＰＥＴは希望する厚さで得られるが、弾性係数が低く、多くの温度 変動に曝された時、漏洩に対する抵抗が低く、放射線に対する抵抗が低い等、好 ましくない多くの機械的性質を有する。 本発明の目的は、希望する厚さで入手できる材料から成り、その材料の厚さに 関して拡がりが僅かであり、それにも係わらず適切な機械的性質を有する材料か ら成るＸ線窓を得るにある。 この目的のため、本発明Ｘ線構成部分はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ） の層から成ることを特徴とする。 希望する厚さのＰＥＮが市販されており、ＰＥＮは非常に多くの圧力変動、温 度変動、及びＸ線による照射を受けた後でも適切な機械的性質を有することがわ かったため、ＰＥＮで製造されたＸ線窓は従来から知られた材料で製造されたＸ 線窓より一層良好に上記要件を満たすことが明らかになった。 本発明の好適な実施例では、ＰＥＮ層に接着された取付けフレームを具えるよ うにＸ線窓を構成する。このようにすれば、Ｘ線窓を容易に取り外すことができ 、容易に取り扱うことができ、更に、簡単に製作することができる。 本発明により製作されたＸ線構成部分はＸ線蛍光装置、又はＸ線回折装置のよ うなＸ線分析装置に使用することができる。多くの場合、試料とＸ線構成部分と の間のビーム通路にコリメーターを配置する。このようなコリメーターはＸ線吸 収板の堆積体から成ることが多く、これ等板の間をＸ線が通過する。本発明Ｘ線 分析装置の一実施例はコリメーターの端面がＸ線窓に接触していることを特徴と する。この一体構造の結果、非常に薄いＰＥＮ箔のための別個の支持グリッドを 省略することができる。 次に説明する実施例から本発明のこれ等の態様、及びその他の態様が明らかに なるであろう。 図面中、図１は本発明ＰＥＮから成るＸ線窓を具えるガス充填Ｘ線検出器の線 図的断面図である。 図２は本発明ＰＥＮから成るＸ線窓を有するＸ線検出器を具える分析装置の関 連部を示す。 図３ａは非常に薄い箔からＸ線窓を製作するための工具の断面図である。 図３ｂは図３ａに示す工具に使用する可撓性リングの断面図である。 図１は本発明Ｘ線窓を使用し得るＸ線検出器を示す。この検出器は入口窓２を 設けたハウジング４を有するように構成されている。上記ハウジングは空間６を 包囲し、この空間に検出器ガスを収容すると共に、絶縁物１０によって金属ハウ ジング４から絶縁された陽極線８のような他の検出器構成部分をもこの空間に収 容する。入射Ｘ線１２により空間６内の検出器ガスをイオン化し、電荷パルスが 陽極線８によって遮られる。出力側１４に接続された処理装置（図示せず）によ ってこのパルスは更に処理される。この入口窓２はＸ線の吸収を最少にするため 、できるだけ薄くすべきである。しかし、温度や圧力の変動のような種々の作動 条件でも適切な気密なシールを得るためには十分に厚くすべきである。このため 、窓の材料に関して厳しい要件が課せられる。 図２は本発明による分析装置の関連部分を示す。Ｘ線源４０は分析すべき試料 ４２に入射するＸ線ビーム１２を放出する。試料内のＸ線蛍光はＸ線を励起し、 このＸ線は第１ビームリミッター１６と第１コリメーター１８とを通じて分析結 晶体２０に入射する。この結晶内で、励起Ｘ線の波長選択が行われる。この選択 された波長のＸ線は最終的にＸ線検出器４によって検出される。窓２を通じてＸ 線が検出器４に入る前に、Ｘ線は第２ビームリミッター２２と第２コリメーター ２４とを通る。第２コリメーター２４はＸ線窓２に向け配置されている。このコ リメーターはゾラー型であり、即ち、Ｘ線吸収材料の相互に平行な板の堆積体か ら成り（図面には線図的に示す）、これにより平行化されたＸ線を導入するため 、これ等堆積体は所定の間隔を有している。Ｘ線窓に向くこれ等板の端縁は合体 してグリッド状端面を構成しており、この端面はＸ線窓の箔のための支持グリッ ドとして作用することができる。この構成の結果、Ｘ線窓のための別個の支持グ リッドを省略することができる。 図３は非常に薄い箔からＸ線窓を製作するための工具の断面図である。円錐形 外面３８を有する第１リング２６上にＰＥＮ箔３２を配置する。可撓性材料（例 えば、ゴム）のリング３０を挿入した第２リング２８をこの円錐形外面上に配置 することができる。第１リング２６と第２リング２８とは共通の中心線３６を有 する。可撓性リング３０の横断面を図３ａには円形のように示したが、箔に一層 大きい把持力を得る横断面は図３ｂに示すものである。第１リング２６上に箔３ ２を設置した後、その上に第２リング２８を配置して下方に押しつける。その結 果、箔３２は引っ張られ、例えば、取付けフレームを箔に接着して窓をＸ線装置 に取り付けられるようにするような必要な操作を箔に行うことができる。この取 付けフレームは容易に取り扱うことができるルース窓として窓を容易に取り外す ことを可能にする。また、窓をガス放電検出器に使用する場合には、電荷を消失 させるため、引張り状態での箔に金属層（例えば、金、又はアルミニウム）を設 けてもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．合成材料製のＸ線透過性窓を具えるＸ線検出器のようなＸ線構成部分におい て、 前記窓がポリエチレンナフタレートの層から成ることを特徴とするＸ線検出 器のようなＸ線構成部分。 ２．前記ポリエチレンナフタレートの層の厚さが0.4ミクロンと５ミクロンとの 間であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線構成部分。 ３．取付けフレームを前記ポリエチレンナフタレートの層に接着したことを特徴 とする請求項１に記載のＸ線構成部分。 ４．請求項１に記載のＸ線構成部分と、端面が前記Ｘ線窓に向くコリメーターと を具えるＸ線分析装置において、前記コリメーターの端面が前記Ｘ線窓に接触し ていることを特徴とするＸ線分析装置。 ５．Ｘ線検出器のようなＸ線構成部分に使用するのに適するＸ線窓において、前 記窓がポリエチレンナフタレートの層から成ることを特徴とするＸ線窓。 ６．前記ポリエチレンナフタレートの層が0.4ミクロンと５ミクロンとの間の厚 さを有することを特徴とする請求項５に記載のＸ線窓。 ７．取付けフレームを前記ポリエチレンナフタレートの層に接着したことを特徴 とする請求項５に記載のＸ線窓。