JP2001208857A - 元素分析装置用x線検出器の散乱陽子リムーバ - Google Patents

元素分析装置用x線検出器の散乱陽子リムーバ

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JP2001208857A
JP2001208857A JP2000018843A JP2000018843A JP2001208857A JP 2001208857 A JP2001208857 A JP 2001208857A JP 2000018843 A JP2000018843 A JP 2000018843A JP 2000018843 A JP2000018843 A JP 2000018843A JP 2001208857 A JP2001208857 A JP 2001208857A
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JP
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ray
ray detector
permanent magnet
rays
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JP2000018843A
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English (en)
Inventor
Hideichiro Wakasa
秀一郎 若狭
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Ion Kasokuki KK
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Ion Kasokuki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 元素分析に悪影響を及ぼす解散乱陽子が、X
線検出器へ進入しないように、阻止するコンパクトで使
い勝手の良好な散乱陽子リムーバを提供する。 【解決手段】 散乱陽子リムーバ10は、真空チャンバ
1内に配置されたX線検出器5のX線導入用のスリーブ
5aの先端部に装着する。リムーバ10には、散乱陽子
の進入を磁場で阻止する本体11と、スリーブ5aの先
端部への装着用の嵌合筒12とを設ける。本体11に
は、相互間にほぼ平行な磁束が生じるように磁極を対向
させて2枚の永久磁石板14,14を配置し、それらの
間を貫通して嵌合筒12に通じる通路16を設ける。通
路16の周囲を合成樹脂製の被覆壁で囲こみ、内部に磁
束を通す。通路16内の磁場で、散乱陽子を偏向させて
X線検出器内への散乱陽子の進入を阻止する。鉄製のヨ
ーク15で周辺への磁束の漏洩を抑え、周辺機器へ影響
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、加速器から発射
されたイオンビームを試料に照射し、試料から発生する
X線をX線検出器により検出し、そのスペクトルにより
試料の元素分析を行う装置に関し、特に、この元素分析
装置に用いられるX線検出器への散乱陽子の進入を阻止
するための散乱陽子リムーバに係る。
【0002】
【従来の技術】従来、粒子線励起X線法(Particle Ind
uced X-ray Emission)と称される元素分析法が知られ
ている。この方法は、真空チャンバ内で、陽子、アルフ
ァ粒子、重イオン等のイオンビームを試料に照射するこ
とによって、試料に含まれる元素に固有のエネルギを持
つX線(特性X線)を発生させ、この特性X線をX線検
出器で測定し、そのX線スペクトルから試料中の元素を
分析する方法である。この方法においては、イオンビー
ムを試料に照射すると、試料から特性X線の他に、連続
X線、散乱陽子が発生する。さらに、試料を透過した陽
子がその進行方向に対向した真空チャンバの内壁面など
の衝突してγ線を発生する。散乱陽子、散乱γ線は、X
線検出器に進入して特性X線スペクトルに対してノイズ
となり、正確な分析を阻害する。また、試料中に特定の
元素が多量に存在する場合には、対応する特性X線が多
量に発生してX線検出器に進入する。これがそのX線検
出器の検出能を上回る場合には、同様に解析を阻害す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、解析
を阻害する散乱陽子、γ線、過剰な特性X線等のうち、
特に散乱陽子が、X線検出器へ進入することがないよう
に、その進入を阻止することができるコンパクトで使い
勝手の良好な散乱陽子リムーバを提供することを課題と
している。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明においては、分析
用真空チャンバ1内に配置されたX線検出器5のX線導
入用のスリーブ5aの先端部に装着できるように散乱陽
子リムーバ10を構成する。散乱陽子リムーバ10に
は、X線検出器5内への散乱陽子の進入を磁場により阻
止する本体11と、X線検出器5のX線導入用のスリー
ブ5aの先端部に装着するための嵌合筒12とを具備さ
せる。本体11には、相互間にほぼ平行な磁束が生じる
ように磁極を対向させて配置された2枚の永久磁石板1
4,14と、この2枚の永久磁石板14の間を貫通して
嵌合筒12に通じ、周囲を合成樹脂製の被覆壁で囲まれ
内部に磁束を通すことができる通路16と、この通路1
6の両端を開口させて永久磁石板14の外周を被覆する
鉄製のヨーク15とを具備させる。そして、本体の通路
16内の磁場で、散乱陽子を偏向させてX線検出器内へ
の散乱陽子の進入を阻止する。永久磁石板14は、ヨー
ク15で周囲を被覆されているので、周辺への磁束の漏
洩が抑えられ、周辺機器へ悪影響を与えることがない。
また、本発明においては、対向一対の永久磁石板14の
相互間隔を保つように永久磁石板の間に相互間隔をおい
て合成樹脂製の一対の第1のスペーサ13aを配置し、
かつ永久磁石板の各対向面を被覆するように合成樹脂製
の一対の第2のスペーサ13bを配置することにより、
通路16の被覆壁を形成し、偏向された散乱陽子が通路
16の内面に衝突するときの2次放射線の発生を防止す
る。また、本発明においては、永久磁石板14の外周を
被覆する鉄製のヨーク15前面を合成樹脂製の被覆板1
7で被覆することにより、ヨーク15前面への散乱陽子
の衝突による2次放射線の発生を防止する。また、本発
明においては、X線検出器5のX線導入用のスリーブ5
aの先端部に、γ線を遮蔽すると共にX線の進入量を制
限するためのアブソーバ6を装着し、このアブソーバ6
に嵌合筒12を嵌合させてX線導入用のスリーブ5aの
先端部に散乱陽子リムーバ10を装着できるようにし
た。さらに、本発明においては、アブソーバ6を、X線
導入用のスリーブ5aの先端部を被覆する鉛製の被覆筒
を含むγ線遮蔽シリンダ7と、それの先端の開放部を閉
塞するように装着され、中央に所定直径の開口8cを備
え、スリーブ5a内へのX線の進入量を調整するための
ステンレススチール製のコリメータ8とを具備させて構
成し、嵌合筒12をγ線遮蔽シリンダ7の外周に嵌合す
るように装着して散乱陽子リムーバ10を構成した。
【0005】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図1は本発明に係る元素分析装置におけ
る真空チャンバの概略構成を示す平面図、図2は本発明
に係るX線検出器用アブソーバの断面図である。
【0006】図1において、真空チャンバ1内には、イ
オンビーム導入管2、ターゲットフレーム3、重元素用
のX線検出器4、軽元素用X線検出器5が設けられてい
る。ビーム導入管2は、図示しない加速器に接続され、
ビームコリメータを介してイオンビームを真空チェンバ
1内に導く。ビーム導入管2の先端に対向するようにタ
ーゲットフレーム3が設けられている。ターゲットフレ
ーム3は、複数の試料Sを保持しており、遠隔操作によ
り移動自在である。ターゲットフレーム3を移動するこ
とにより、イオンビームを照射する試料Sを任意に変え
ることができる。
【0007】図1,図2に示すように、重元素用X線検
出器4は、X線導入用のスリーブ4aを有し、その開放
した先端をターゲットフレーム3上の所定の試料Sに向
けて配置されている。スリーブ4aの先端部には、元素
解析を阻害する散乱陽子、γ線、過剰な特性X線等が、
X線検出器へ進入しないように、その進入を阻止し、あ
るいは制限するためのアブソーバ6が取り付けられてい
る。
【0008】図2に示すように、アブソーバ6は、スリ
ーブ4aの先端部外周を被覆するγ線遮蔽シリンダ7
と、γ線遮蔽シリンダ7の先端に装着されるコリメータ
8と、このコリメータ8の開口を閉塞するようにコリメ
ータ8上に取り付けられるX線吸収板9とを具備する。
【0009】γ線遮蔽シリンダ7は、ほぼ筒状のアルミ
ニウム製コア7aの外周を鉛製の被覆筒7bで被覆して
成り、スリーブ4aに対して着脱自在である。
【0010】γ線遮蔽シリンダ7の先端部には、その開
放部を閉塞するようにコリメータ8が装着される。コリ
メータ8は、ステンレススチール製で、シリンダ7の開
放部に着脱自在に嵌合する嵌合部8aと、シリンダ7の
先端面に当接する鍔部8bとを備え、中央には所定直径
の開口8cが形成されている。開口8cは、それの直径
の大きさによりスリーブ4a内へのX線の進入量を調整
する。特性X線の発生量に応じて、適宜取り替えできる
ように、開口8cの直径の異なるものを数種類用意して
おくのが好都合である。
【0011】X線吸収板9は、コリメータ8の開口8c
を閉塞するように、コリメータ8の外側面に取り付けら
れる。X線吸収板9は、X線の透過量を調整し、無用の
ガンマ線、散乱陽子の進入を阻止することができるポリ
カーボネート等の合成樹脂製の薄板である。例えば、ポ
リカーボネート製のX線吸収板9では、厚さ300μmでAl
元素以下の軽元素の特性X線を吸収し、厚さ500μmでK
元素以下の軽元素の特性X線を吸収し、厚さ1000μmでS
e元素以下の軽元素の特性X線を吸収する。従って、厚
さが各々異なるX線吸収板9を取り付けた複数種類のコ
リメータ8を用意し、試料Sが含有する元素に応じて適
宜取り替えられるようにするのが好都合である。
【0012】ビーム導入管2を介して試料Sにイオンビ
ームを照射すると、試料Sから連続X線、特性X線、散
乱陽子が発生し、また試料Sを透過した陽子がその進行
方向に対向したチャンバ1の内壁面などに衝突してγ線
を発生する。散乱γ線は、γ線遮蔽シリンダ7によりX
線検出器4内への進入を阻止される。また、コリメータ
8は、X線検出器4内へ入射するX線量を調整し、その
量が検出能を超えない範囲に制限し、さらに小径の開口
8cにより、γ線、散乱陽子の進入を妨げる。X線吸収
板9を装着する場合には、これにより一定範囲のX線を
吸収してX線検出器4内へ入射するX線量を調整すると
共に、γ線の進入をより確実に阻止することができる。
【0013】図1、図3において、軽元素用X線検出器
5は、X線導入用のスリーブ5aの開放した先端をター
ゲットフレーム3上の所定の試料に向けて、軽元素用X
線検出器4のスリーブ4aとは異なる角度で配置されて
いる。スリーブ5aの先端部には、散乱陽子リムーバ1
0が取り付けられている。
【0014】散乱陽子リムーバ10は、軽元素の解析を
阻害する散乱陽子がX線検出器5へ進入するのを阻止す
るためのもので、図3に示すように、X線吸収板9を装
着しない上記のアブソーバ6に重ねてスリーブ5aに取
り付けられる。散乱陽子リムーバ10は、本体11と、
嵌合筒12とを具備する。嵌合筒12は、アルミニウム
製であり、アブソーバ6のγ線遮蔽シリンダ7の外周に
嵌合する。
【0015】図5乃至図7に示すように、散乱陽子リム
ーバ10の本体11は、相互間に合成樹脂製のスペーサ
13を介在させて、2枚の強力な永久磁石板14を対向
配置し、その周囲を軟鉄製のヨーク15でカバーして成
る。スペーサ13は、一対の永久磁石板14の間隔を保
ち、その間にX線の通路16を形成すると共に、この通
路6に永久磁石板14が直接露出しないように被覆する
被覆壁を構成するもので、各一対の第1スペーサ13a
と第2スペーサ13bとから成る。第1スペーサ13a
は、一対の永久磁石板14の間隔を保ち、隙間を形成す
るためのもので、一対が相互間隔をおいて配置され、両
者の隙間に通路16が形成される。通路16には、ほぼ
平行な磁束の磁場が形成される。第2スペーサ13b
は、一対の永久磁石板14の対向する面を被覆するよう
に配置される。
【0016】ヨーク15は、永久磁石板14の周囲への
漏洩磁場を抑えるためのもので、上下左右前後の6枚の
矩形鉄板15a〜15fから成り、永久磁石板14の全
周を被覆している。前後の鉄板15e,15fの中央に
は、通路16に対応する位置に開口15g,15hが形
成されている。このヨーク15により、その表面付近で
の漏洩磁場を数ガウスに抑えることができる。また、前
方鉄板15eの前面には、散乱陽子の衝突によるγ線の
発生を防止するための合成樹脂板17が貼り付けられて
いる。合成樹脂板17は、開口15gに対応する開口1
7aを有する。
【0017】軽元素の分析においては、散乱陽子の吸収
のために、X線吸収板9を装着したアブソーバ6を用い
た場合、軽元素から発生する特性X線のエネルギが低い
ために、これがX線吸収板9に吸収されてしまう。散乱
陽子リムーバ10は、低エネルギの特性X線の進入を阻
害せずに、散乱陽子の進入のみを阻止する。即ち、通路
16内に進入した散乱陽子は、永久磁石板14による磁
場のために進路を偏向され、X線検出器5へ到達しな
い。永久磁石板14は、その全周をヨーク15に被覆さ
れて漏洩する磁束が極めて少ないので、例えばX線検出
器5の検出用半導体等に対する悪影響は生じない。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、元素
の解析を阻害する散乱陽子が、X線検出器へ進入しない
ように、これを有効に阻止することができるコンパクト
で使い勝手の良好な散乱陽子リムーバを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る元素分析装置における真空チャン
バの概略構成を示す平面図である。
【図2】本発明に係るX線検出器用アブソーバの断面図
である。
【図3】本発明に係るX線検出器用散乱陽子リムーバの
一部を切り欠いた正面図である。
【図4】本発明に係るX線検出器用散乱陽子リムーバの
側面図である。
【図5】図3におけるV−V断面図である。
【図6】図4におけるVI−VI断面図である。
【図7】図4におけるVII−VII断面図である。
【符号の説明】
1 真空チャンバ 2 ビーム導入管 3 ターゲットフレーム 4 重元素用X線検出器 4a X線導入スリーブ 5 軽元素用X線検出器 5a X線導入スリーブ 6 アブソーバ 7 γ線遮蔽シリンダ 7a コア 7b 被覆筒 8 コリメータ 8a 嵌合部 8b 鍔部 8c 開口 9 X線吸収板 10 散乱陽子リムーバ 11 本体 12 嵌合筒 13 スペーサ 13a 第1スペーサ 13b 第2スペーサ 14 永久磁石 15 ヨーク 15a〜15f 鉄板 15g 開口 15h 開口 16 通路 17 合成樹脂板 17a 開口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加速器から発射されたイオンビームを試
    料に照射し、試料から発生するX線のスペクトルにより
    元素分析を行う装置に用いられるX線検出器の散乱陽子
    リムーバであって、 前記X線検出器内への散乱陽子の進入を磁場により阻止
    する本体と、前記X線検出器のX線導入用のスリーブの
    先端部に装着するための嵌合筒とを具備し、 前記本体は、相互間にほぼ平行な磁束が生じるように磁
    極を対向させて配置された2枚の永久磁石板と、この2
    枚の永久磁石板の間を貫通して前記嵌合筒に通じ周囲を
    合成樹脂製の被覆壁で囲まれ内部に前記磁束を通す通路
    と、この通路の両端を開口させて前記永久磁石板の外周
    を被覆する鉄製のヨークとを具備し、 前記本体の通路内の磁場で散乱陽子を偏向させて前記X
    線検出器内への散乱陽子の進入を阻止することを特徴と
    する元素分析装置用X線検出器の散乱陽子リムーバ。
  2. 【請求項2】 前記対向一対の永久磁石板の相互間隔を
    保つように永久磁石板の間に相互間隔をおいて配置され
    た合成樹脂製の一対の第1のスペーサと、前記永久磁石
    板の各対向面を被覆するように配置された合成樹脂製の
    一対の第2のスペーサとにより前記被覆壁が形成され、
    この被覆壁に包囲された空間に前記X線の通路が形成さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の元素分析装置用
    X線検出器の散乱陽子リムーバ。
  3. 【請求項3】 前記永久磁石板の外周を被覆する鉄製の
    ヨーク前面が合成樹脂製の被覆板で被覆されていること
    を特徴とする請求項1に記載の元素分析装置用X線検出
    器の散乱陽子リムーバ。
  4. 【請求項4】 前記X線検出器のX線導入用のスリーブ
    の先端部にγ線を遮蔽すると共にX線の進入量を制限す
    るためのアブソーバが装着され、 前記嵌合部が、前記アブソーバを介在させて前記X線導
    入用のスリーブの先端部に装着されることを特徴とする
    請求項1に記載の元素分析装置用X線検出器の散乱陽子
    リムーバ。
  5. 【請求項5】 前記アブソーバが、前記X線導入用のス
    リーブの先端部を被覆するように装着される鉛製の被覆
    筒を含むγ線遮蔽シリンダと、 前記γ線遮蔽シリンダの先端の開放部を閉塞するように
    装着され、中央に所定直径の開口を備え、前記スリーブ
    内へのX線の進入量を調整するためのステンレススチー
    ル製のコリメータとを具備し、 前記嵌合部が、前記γ線遮蔽シリンダの外周に嵌合する
    ように装着されることを特徴とする請求項4に記載の元
    素分析装置用X線検出器の散乱陽子リムーバ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010203805A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Wakasawan Energ Kenkyu Center ビーム量測定機能に優れたイオンビーム分析装置
WO2023210633A1 (ja) * 2022-04-28 2023-11-02 株式会社堀場製作所 放射線検出装置及び放射線検出器

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