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JP3396460B2 - X-ray fluorescence analyzer and X-ray detector used therefor - Google Patents
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JP3396460B2 - X-ray fluorescence analyzer and X-ray detector used therefor - Google Patents

X-ray fluorescence analyzer and X-ray detector used therefor

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JP3396460B2
JP3396460B2 JP2000113225A JP2000113225A JP3396460B2 JP 3396460 B2 JP3396460 B2 JP 3396460B2 JP 2000113225 A JP2000113225 A JP 2000113225A JP 2000113225 A JP2000113225 A JP 2000113225A JP 3396460 B2 JP3396460 B2 JP 3396460B2
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ray detector
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detector
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淳二 藤森
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光X線を測定し
て試料を分析する蛍光X線分析装置、及び、それに使用
されるに好適なX線検出器に関し、特に、蛍光X線をX
線検出器内に導く窓部の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluorescent X-ray analysis apparatus for measuring fluorescent X-rays and analyzing a sample, and an X-ray detector suitable for use therein, and more particularly to X-ray fluorescence X-rays.
The present invention relates to the improvement of the window portion that leads into the line detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば、真空分析室内に載置した
試料にX線を照射することにより試料から発生する蛍光
X線を測定して試料を分析する蛍光X線分析装置は、種
々の分野において、種々の物質の分析に、既に、広く利
用されている。また、かかる蛍光X線分析装置におい
て、試料から発生する蛍光X線を測定するX線検出器と
しては、一般的に、比例計数管が使用されており、従来
の計数管は、その用途に応じ、封入型とガスフロー型の
2つのタイプが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a fluorescent X-ray analyzer for measuring a fluorescent X-ray generated from a sample by irradiating the sample placed in a vacuum analysis chamber with the X-ray and analyzing the sample has been used in various fields. Has already been widely used in the analysis of various substances. In addition, in such a fluorescent X-ray analyzer, a proportional counter is generally used as an X-ray detector for measuring fluorescent X-rays generated from a sample. There are two types, a sealed type and a gas flow type.

【0003】なお、封入型のX線検出器(比例計数管)
は、気密性の高い容器内にArやNe等の検出ガスを封
じ込めたものであり、その取り扱い易さから、現在、主
流的に用いられている。また、かかる封入型のX線検出
器の窓材には、高い気密性と良好なX線透過性の双方の
要求を満足するものとして、厚さが約12μm程度(1
2μm±2μm)のベリリウム薄板が主に利用されてお
り、かかるベリリウム薄板をその窓材として使用するX
線検出器は、主に、その波長が1nm以下のいわゆる硬
X線領域において高い検出効率を有している。
An enclosed X-ray detector (proportional counter)
Is a container in which a detection gas such as Ar or Ne is enclosed in a highly airtight container, and is mainly used at present because of its ease of handling. In addition, the window material for such an enclosed X-ray detector has a thickness of about 12 μm (1 mm), which satisfies both requirements of high airtightness and good X-ray transparency.
Beryllium thin plate of 2 μm ± 2 μm) is mainly used, and such beryllium thin plate is used as the window material X
The line detector has high detection efficiency mainly in a so-called hard X-ray region whose wavelength is 1 nm or less.

【0004】これに対し、波長が約1nm以上のいわゆ
る軟X線領域では、軟X線でも比較的高い検出効率を有
するX線検出器(比例計数管)として、ガスフロー型の
ものが主に使用されている。これは、上記厚さが約12
μm程度のベリリウム薄板では、その波長が1nm以上
のいわゆる軟X線領域でのX線透過率が急激に減少して
しまうことによるものであり、その入射窓としては、そ
の本来の性質から気密性には劣るものの、そのX線透過
性の高い、厚さが1μm程度の高分子フィルム(例え
ば、ポリイミドフィルム)が使用されている。なお、こ
の高分子フィルムを窓材に使用したX線検出器では、そ
の気密性の低下を考慮して、その動作中は常に新鮮な検
出ガスを検出器内に流しつづけることが必要となると共
に、その検出効率の安定化(検出器内のガス濃度の安定
化)を図る必要があった。
On the other hand, in the so-called soft X-ray region having a wavelength of about 1 nm or more, a gas flow type is mainly used as an X-ray detector (proportional counter) having a relatively high detection efficiency for soft X-rays. It is used. It has a thickness of about 12
This is because a beryllium thin plate of about μm has a sharp decrease in the X-ray transmittance in the so-called soft X-ray region with a wavelength of 1 nm or more, and its entrance window is airtight due to its original properties. However, a polymer film (for example, a polyimide film) having a high X-ray transparency and a thickness of about 1 μm is used. In addition, in an X-ray detector using this polymer film as a window material, it is necessary to keep fresh detection gas continuously flowing into the detector during its operation in consideration of the decrease in airtightness. It was necessary to stabilize the detection efficiency (stabilize the gas concentration in the detector).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した従
来技術では、特に、封入型のX線検出器を採用した蛍光
X線分析装置においては、封入型X線検出器の本来の特
徴(すなわち、検出器内への検出ガスの供給が不要とな
る)により、その取扱いが比較的容易であるが、しかし
ながら、波長が1nm以上の軟X線領域では、その窓材
(ベリリウム薄板)の性質により透過率が急激に低下し
てしまい、そのため長波長の軟X線に対する検出効率が
極端に劣化するという欠点を有していた。
That is, in the above-mentioned prior art, particularly in the fluorescent X-ray analysis apparatus employing the enclosed X-ray detector, the original characteristics of the enclosed X-ray detector (that is, Since it is not necessary to supply the detection gas into the detector), it is relatively easy to handle, but in the soft X-ray region with a wavelength of 1 nm or more, it is transmitted due to the nature of the window material (beryllium thin plate). There is a drawback in that the detection efficiency for long-wavelength soft X-rays is extremely deteriorated due to a sharp drop in the rate.

【0006】他方、厚さが1μm程度の高分子フィルム
を窓材とするガスフロー型のX線検出器を使用する蛍光
X線分析装置では、長波長領域のX線(軟X線)におい
ても比較的高い検出効率を得ることが可能ではあるが、
しかしながら、その動作中は常に新鮮な検出ガスを供給
し続ける必要があることから、その構造が複雑となって
しまい、そのため、装置自体が非常に取り扱い難いもの
となってしまうという欠点があった。
On the other hand, in a fluorescent X-ray analyzer using a gas flow type X-ray detector using a polymer film having a thickness of about 1 μm as a window material, even for X-rays in the long wavelength region (soft X-rays). Although it is possible to obtain a relatively high detection efficiency,
However, since it is necessary to constantly supply fresh detection gas during its operation, the structure thereof becomes complicated, and therefore, there is a drawback that the apparatus itself becomes very difficult to handle.

【0007】そこで、本発明では、上記した従来技術に
おける問題点に鑑み、従来、広くX線検出器の窓材とし
て用いられていたベリリウム薄板を改良し、硬X線領域
のみに限らず、長波長領域の軟X線に対しても高い検出
効率を発揮することが可能で、さらには、その構造及び
取扱いが簡単な蛍光X線分析装置、及び、そのためのX
線検出器を提供することを目的とするものである。
In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention has improved a beryllium thin plate that has been widely used as a window material for X-ray detectors in the past, and is not limited to a hard X-ray region, and has a long length. A fluorescent X-ray analyzer capable of exhibiting high detection efficiency even for soft X-rays in the wavelength region and having a simple structure and handling, and an X-ray analyzer therefor
It is intended to provide a line detector.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる上記の目的を達成
するため、本発明によれば、試料室内に載置した試料に
X線管からのX線を照射し、前記試料から発生する蛍光
X線を分光手段により分光し、当該分光した蛍光X線の
強度をX線検出器により測定して前記試料を分析する蛍
光X線分析装置であって、前記X線検出器の一部に設け
られ、前記分光した蛍光X線を当該X線検出器内に導く
入射窓部に備えた窓部材を、厚さ約1〜5μmのベリリ
ウム薄板の片側面又は両側面に、厚さ50〜500nm
のホウ素薄膜をコーティングして形成した蛍光X線分析
装置が提供されている。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a sample placed in a sample chamber is irradiated with X-rays from an X-ray tube, and fluorescence X generated from the sample is emitted. An X-ray fluorescence analyzer for analyzing the sample by separating the X-rays by a spectroscopic means, measuring the intensity of the X-rays thus separated by an X-ray detector, and being provided in a part of the X-ray detector. A window member provided in the entrance window portion for guiding the spectral X-ray fluorescence into the X-ray detector is provided on one side surface or both side surfaces of a beryllium thin plate having a thickness of about 1 to 5 μm and a thickness of 50 to 500 nm.
There is provided an X-ray fluorescence analyzer formed by coating the above-mentioned boron thin film.

【0009】また、かかる蛍光X線分析装置に使用する
X線検出器として、本発明によれば、検出ガスを満たし
た筐体内に入射X線を検出する芯線を設け、かつ、当該
筐体の一部に強度を測定するX線を内部に入射するため
の入射窓部を備えたX線検出器であって、前記入射窓部
には、厚さ約1〜5μmのベリリウム薄板の片側面又は
両側面に、厚さ50〜500nmのホウ素薄膜をコーテ
ィングした窓部材を備えているX線検出器が提供され
る。
Further, according to the present invention, as an X-ray detector used in such a fluorescent X-ray analyzer, a core wire for detecting incident X-rays is provided in a housing filled with a detection gas, and An X-ray detector having an incident window portion for internally injecting an X-ray for measuring intensity, wherein the incident window portion has one side surface of a beryllium thin plate having a thickness of about 1 to 5 μm or An X-ray detector provided with a window member coated with a boron thin film having a thickness of 50 to 500 nm on both sides is provided.

【0010】加えて、上記の本発明になる蛍光X線分析
装置やX線検出器において、前記X線検出器の入射窓部
に備えた窓部材を構成するベリリウム薄板とホウ素コー
ティング薄膜との間に、約10nm〜30nmの炭素薄
膜層を形成してもよく、また、前記X線検出器は、特
に、封入型X線検出器であることが好ましい。
In addition, in the fluorescent X-ray analyzer and the X-ray detector according to the present invention, between the beryllium thin plate and the boron-coated thin film forming the window member provided in the entrance window of the X-ray detector. In addition, a carbon thin film layer having a thickness of about 10 to 30 nm may be formed, and the X-ray detector is particularly preferably an enclosed X-ray detector.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
図4には、本発明の一の実施の形態になる蛍光X線分析
装置の概略構成が示されており、図において、装置内の
真空室100内には、検出試料Sが、図示しない搬送装
置により所定の位置に載置されており、この試料Sには
X線管200からのX線XRが照射される。このX線の
照射によって試料から発生する蛍光X線KXは、上記真
空室100に隣接し、やはり真空に保持された分光室3
00内に設けられた分光素子(分光手段)350により
分光され、その後、この分光された蛍光X線KXは、例
えば、比例計数管からなるX線検出器400によりその
強度を測定し、もって、試料を分析することとなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. First,
FIG. 4 shows a schematic configuration of a fluorescent X-ray analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a detection sample S is transported in a vacuum chamber 100 in the apparatus, which is not shown. The sample S is placed at a predetermined position by the apparatus, and the sample S is irradiated with the X-ray XR from the X-ray tube 200. The fluorescent X-ray KX generated from the sample by this X-ray irradiation is adjacent to the vacuum chamber 100 and is also held in vacuum in the spectroscopic chamber 3
The spectroscopic element (spectroscopic means) 350 provided in 00 disperses the spectrum of the fluorescent X-ray KX. Then, the intensity of the dispersed fluorescent X-ray KX is measured by, for example, an X-ray detector 400 including a proportional counter, The sample will be analyzed.

【0012】このX線検出器400は、例えば、添付の
図2にも示すように、例えば金属部材からなる密閉性の
高い外形円筒形状の部材(筐体)410の一側面に、例
えばスリット状のX線入射窓部420を設け、この窓部
420を覆うようにいわゆる窓部材430が固定されて
構成されている。なお、このX線検出器400の内部に
は、添付の図3に示すように、Ar、Ne等のX線検出
用のガスGを封入すると共に、その中央部には、例え
ば、直径50μm程度のPt線からなる芯線440が張
られている。また、この図3において、その電極450
及び抵抗器Rを介して、上記芯線440には+1200
〜1500V程度の高電圧(HV)が供給され、一方、
上記芯線440により検出されたX線(蛍光X線KX)
は、コンデンサーCを介して電気信号として取り出さ
れ、さらに、後段の増幅器Aによりその振幅が増幅さ
れ、パルス波高分析器(PHA)によりパルス信号とし
てその強度が計測され、必要に応じて装置の他の部分に
転送されることとなる。
The X-ray detector 400 is, for example, as shown in FIG. 2 attached, a slit-shaped one side surface of a member (housing) 410 made of, for example, a metal member and having a highly airtight outer cylindrical shape. The X-ray entrance window portion 420 is provided, and a so-called window member 430 is fixed so as to cover the window portion 420. Inside the X-ray detector 400, as shown in the attached FIG. 3, an X-ray detection gas G such as Ar or Ne is enclosed, and the central portion thereof has a diameter of, for example, about 50 μm. A core wire 440 made of Pt wire is stretched. In addition, in FIG.
And +1200 to the core wire 440 through the resistor R.
~ 1500V high voltage (HV) is supplied, while
X-ray detected by the core wire 440 (fluorescent X-ray KX)
Is taken out as an electric signal via a capacitor C, its amplitude is further amplified by an amplifier A in the subsequent stage, its intensity is measured as a pulse signal by a pulse height analyzer (PHA), and if necessary, other devices Will be transferred to the part.

【0013】続いて、上記X線検出器400の入射窓部
420を覆う窓部材430としては、例えば圧延により
得られる、厚さ約1〜5μmの薄板に形成されたベリリ
ウム板を用意し、その片側面又は両側面に、厚さ50〜
500nmのホウ素薄膜をコーティングした窓材を使用
する。なお、この窓部材は上記入射窓部420に対応し
た形状に切り出され、これを、例えば接着剤により、又
は、圧着、加締め、コーキング等により密封固定される
ことは言うまでもない。
Then, as the window member 430 for covering the entrance window portion 420 of the X-ray detector 400, for example, a beryllium plate, which is obtained by rolling and is formed into a thin plate having a thickness of about 1 to 5 μm, is prepared. 50 or more on one side or both sides
A window material coated with a 500 nm boron thin film is used. Needless to say, this window member is cut out into a shape corresponding to the entrance window portion 420 and is hermetically fixed by, for example, an adhesive agent, or by pressure bonding, caulking, caulking, or the like.

【0014】なお、ここで、図1(A)には、上記窓部
材430の断面構造が示されており、符号431はベリ
リウム薄板を、符号432は、その表面に形成されたホ
ウ素薄膜のコーティング層を示している。なお、窓部材
を構成するベリリウム薄板431の厚さ約1〜5μmと
したのは、上述のように、従来使用されている厚さが約
12μm程度(12μm±2μm)のベリリウム薄板で
は、波長が1nm以下の硬X線領域においては高いX線
透過率を発揮するが、しかしながら、波長が約1nm以
上のいわゆる軟X線領域では、そのX線透過率が急激に
減少してしまうことに着目したものである。後にもより
具体的に説明するが、このベリリウム薄板の厚さ従来よ
りも薄く、約1〜5μmの厚さとすることにより、波長
が1nm以下の硬X線領域においてのみならず、波長が
約1nm以上のいわゆる軟X線領域においても、高いX
線透過率を維持することが可能となる。これにより、広
い波長領域において高い検出効率を有するX線検出器4
00を実現することが出来る。
Here, FIG. 1 (A) shows a sectional structure of the window member 430. Reference numeral 431 is a beryllium thin plate, and reference numeral 432 is a coating of a boron thin film formed on the surface thereof. The layers are shown. The thickness of the beryllium thin plate 431 forming the window member is set to about 1 to 5 μm, as described above, in the case of a beryllium thin plate having a thickness of about 12 μm (12 μm ± 2 μm) which is conventionally used, the wavelength is Although high X-ray transmittance is exhibited in the hard X-ray region of 1 nm or less, however, it was noted that the X-ray transmittance sharply decreases in the so-called soft X-ray region having a wavelength of about 1 nm or more. It is a thing. As will be described in more detail later, the thickness of the beryllium thin plate is thinner than the conventional one, and the thickness is about 1 to 5 μm, so that the wavelength is about 1 nm as well as in the hard X-ray region of 1 nm or less. Even in the above-mentioned so-called soft X-ray region, high X
It is possible to maintain the linear transmittance. Thereby, the X-ray detector 4 having high detection efficiency in a wide wavelength range
00 can be realized.

【0015】一方、上記ベリリウム薄板は、その厚さの
低下(薄化)に伴い、上記X線入射窓部420の窓部材
430としての機械的強度と共に、その気密性が低下す
ることとなる。特に、X線検出器400の内部にArや
Ne等のX線検出用のガスGを気密封入した、いわゆる
封入型のX線検出器(比例計数管)は、その簡単な構造
やその取扱い易さから、現在主流的に用いられている
が、かかる封入型の場合、上記ベリリウム薄板の厚さの
低下(薄化)に伴う機械的強度及び気密性の低下が問題
となる。
On the other hand, as the thickness of the beryllium thin plate is reduced (thinned), the mechanical strength as the window member 430 of the X-ray entrance window portion 420 and the airtightness thereof are reduced. In particular, the so-called enclosed X-ray detector (proportional counter) in which the gas G for X-ray detection such as Ar or Ne is hermetically sealed inside the X-ray detector 400 has a simple structure and is easy to handle. Therefore, in the case of such an encapsulation type, which is currently mainly used, the mechanical strength and airtightness are reduced due to the reduction (thinning) of the thickness of the beryllium thin plate.

【0016】そこで、本発明では、上記厚さ約1〜5μ
mのベリリウム薄板の片側表面、又は、その両側面に、
厚さ50〜500nmのホウ素薄膜をコーティングして
窓材としたものである。なお、このホウ素薄膜は、X線
透過率に著しい低下をもたらす事はなく、また、その厚
さも、上記ベリリウム薄板の透過率を高く維持するに適
する程度の厚さに設定されている。
Therefore, in the present invention, the above-mentioned thickness is about 1 to 5 μm.
On one surface of the beryllium thin plate of m, or both surfaces thereof,
A window material was obtained by coating a boron thin film having a thickness of 50 to 500 nm. The boron thin film does not cause a significant decrease in the X-ray transmittance, and the thickness thereof is set to a thickness suitable for keeping the transmittance of the beryllium thin plate high.

【0017】一般に、圧延加工等により得られる上記ベ
リリウム薄板の表面には、その加工過程において、いわ
ゆるピンホールが形成されてしまい、これが、特にベリ
リウム薄板における気密性の低下を招き、また、これが
従来の板厚(約12μm)を必要とする原因ともなって
いた。そこで、上記ホウ素を蒸着等によりコーティング
することにより、蒸発したベリリウム粒子が均一に表面
上に整列されてこのピンホールを満たすことにより、厚
さ約1〜5μmのベリリウム薄板によっても、十分な機
械強度や気密性の向上を図ることができることから、ベ
リリウム板の薄板化に効果的である。なお、ホウ素のコ
ーティング薄膜は、ベリリウム薄板上のピンホールを充
填して気密性を向上し、かつ、その機械的強度を向上す
るためには、本発明者らの実験的な確認によれば、少な
くとも、50nm以上の厚さが必要であることが確認さ
れており、加えて、その上限である厚さ500nmを超
えると、上記ベリリウム薄板の表面から剥離しやすくな
り、好ましくないことが分かっている。
In general, so-called pinholes are formed on the surface of the beryllium thin plate obtained by rolling or the like in the process of processing, which causes a decrease in airtightness particularly in the beryllium thin plate. Was also a cause of requiring a plate thickness (about 12 μm). Therefore, by coating the above-mentioned boron by vapor deposition or the like, the evaporated beryllium particles are uniformly aligned on the surface and fill the pinholes, so that even a thin beryllium plate having a thickness of about 1 to 5 μm has sufficient mechanical strength. Since it is possible to improve the airtightness, it is effective for thinning the beryllium plate. Incidentally, the boron coating thin film is to improve the airtightness by filling the pinholes on the beryllium thin plate, and in order to improve its mechanical strength, according to the experimental confirmation by the present inventors, It has been confirmed that at least a thickness of 50 nm or more is necessary, and in addition, if the thickness exceeds the upper limit of 500 nm, it is easy to peel off from the surface of the beryllium thin plate, and it is known to be unfavorable. .

【0018】(実施例)厚さ5μmと厚さ1μmの2種
類のベリリウム薄板を用意し、これら薄板の片面に、そ
れぞれ、厚さ50nmと厚さ500nmの2種類のホウ
素コーティング膜をスパッタ蒸着法により形膜した。そ
して、これらのX線入射窓部の窓部材としての性能を評
価するため、これらをX線検出器400の入射窓420
に実装し、特に、軟X線領域における透過率を測定し
た。また、同時に、比較のため、従来の厚さ12μmの
ベリリウム薄板を入射窓部の窓材としたX線検出器につ
いても、同様の測定を行った。その結果を、以下の表1
に示す。
(Example) Two types of beryllium thin plates having a thickness of 5 μm and a thickness of 1 μm were prepared, and two types of boron coating films having a thickness of 50 nm and a thickness of 500 nm were sputter-deposited on one surface of each thin plate. Formed by. Then, in order to evaluate the performance of these X-ray incident window portions as a window member, these are used as the incident window 420 of the X-ray detector 400.
In particular, the transmittance was measured in the soft X-ray region. At the same time, for comparison, the same measurement was performed for an X-ray detector using a conventional beryllium thin plate having a thickness of 12 μm as a window material for the entrance window. The results are shown in Table 1 below.
Shown in.

【表1】 [Table 1]

【0019】上記表1において、「タイプA」は、厚さ
5μmのベリリウム(Be)薄板に厚さ500nmのホ
ウ素コーティング膜を施したもの、「タイプB」は、厚
さ5μmのベリリウム薄板に厚さ50nmのホウ素コー
ティング膜を施したもの、さらに、「タイプC」は、厚
さ1μmのベリリウム薄板に厚さ500nmのホウ素コ
ーティング膜を施したもの、「タイプD」は、厚さ1μ
mのベリリウム薄板に厚さ50nmのホウ素コーティン
グ膜を施したものである。なお、「従来型」とは、厚さ
約12μmのベリリウム薄板を窓部材としたものであ
る。
In Table 1 above, “Type A” is a beryllium (Be) thin plate having a thickness of 5 μm and a boron coating film having a thickness of 500 nm is applied, and “Type B” is a beryllium thin plate having a thickness of 5 μm. With a 50 nm thick boron coating film, "Type C" is a 1 μm thick beryllium thin plate with a 500 nm thick boron coating film, and “Type D” is a 1 μm thick film.
m beryllium thin plate coated with a boron coating film having a thickness of 50 nm. The "conventional type" is a beryllium thin plate having a thickness of about 12 μm as a window member.

【0020】上記の表1から、ベリリウム薄板の厚さ
を、5μmまで薄くすることにより、波長約1nm以上
の軟X線領域におけるスペクトル波長の透過率が著しく
改善されることが分かる(特に、波長0.989nmの
蛍光X線Mg−Kα、波長1.19nmの蛍光X線Na
−Kα、波長1.83nmの蛍光X線F−Kα)。ま
た、波長2.36nmの蛍光X線O−Kαをも透過する
ことが可能となる。なお、この表では示されていない
が、波長約1nm以下のいわゆる硬X線領域における透
過率においても、従来と同様あるいはそれ以上の透過率
が得られている。
From Table 1 above, it can be seen that by reducing the thickness of the beryllium thin plate to 5 μm, the transmittance of the spectral wavelength in the soft X-ray region with a wavelength of about 1 nm or more is remarkably improved. 0.989 nm fluorescent X-ray Mg-Kα, wavelength 1.19 nm fluorescent X-ray Na
-Kα, fluorescent X-ray F-Kα with a wavelength of 1.83 nm). Further, it becomes possible to transmit even fluorescent X-rays O-Kα having a wavelength of 2.36 nm. Although not shown in this table, the transmittance in the so-called hard X-ray region having a wavelength of about 1 nm or less is similar to or higher than the conventional one.

【0021】なお、この傾向は、ベリリウム薄板の厚さ
がより薄くなる程、著しく現われる。一方、ベリリウム
薄板をX線検出器の入射窓の窓材とするために必要な機
械的強度からは、最低限、1μm程度の厚さが必要であ
る。そして、厚さ1μmのベリリウム薄板では、タイプ
C及びDからも明らかなように、更に波長の長い3.1
6nmのN−Kαや、4.46nmのC−Kαにおいて
も、その値は小さいものの、実効的なX線の透過率が得
られることとなる。すなわち、このベリリウム薄板の厚
さは、5μm〜1μmの範囲において、測定試料や測定
条件に適合しながら、検出すべき蛍光X線(被検出波
長)の測定・分析が可能となる値に選択されることが好
ましい。
This tendency becomes more remarkable as the thickness of the beryllium sheet becomes thinner. On the other hand, from the mechanical strength required for using the beryllium thin plate as the window material of the entrance window of the X-ray detector, at least a thickness of about 1 μm is required. In the beryllium thin plate having a thickness of 1 μm, as is clear from types C and D, 3.1 having a longer wavelength is used.
Even in N-Kα of 6 nm and C-Kα of 4.46 nm, although the value is small, an effective X-ray transmittance can be obtained. That is, the thickness of this beryllium thin plate is selected to be a value that enables measurement and analysis of fluorescent X-rays (detection wavelength) to be detected while conforming to the measurement sample and measurement conditions in the range of 5 μm to 1 μm. Preferably.

【0022】また、ベリリウム薄板上に蒸着形成される
ホウ素コーティング膜の厚さ(膜厚)についても、やは
り上記の表1から、その厚さが増す程、その透過率も低
下する傾向を示す。そこで、このホウ素コーティング膜
の厚さについても、上記50nm〜500nmの範囲に
おいて、上記ベリリウム薄板の厚さ(5μm〜1μm)
及び測定試料や測定条件に適合しながら、適宜選択され
ることが好ましい。
Regarding the thickness (film thickness) of the boron coating film formed by vapor deposition on the beryllium thin plate, as shown in Table 1 above, the transmittance tends to decrease as the thickness increases. Therefore, as for the thickness of the boron coating film, the thickness of the beryllium thin plate (5 μm to 1 μm) is in the range of 50 nm to 500 nm.
Also, it is preferable to select appropriately while adapting to the measurement sample and the measurement conditions.

【0023】次に、上記した各タイプの窓部材につい
て、ヘリウムリーク検出器による気密試験を行った。そ
の結果を以下の表2に示す。なお、ここで「従来型」と
は、厚さ5μmのベリリウム薄板のみの場合を示す。こ
こで、ヘリウムリーク検出器による気密試験の結果とし
ては、例えば1×10-9Atm・Cm3/sec程度の
ヘリウムリークを基準にして、その良否を判定した。
Next, the airtightness test by the helium leak detector was conducted on each of the above-mentioned window members. The results are shown in Table 2 below. The term "conventional type" as used herein means only a beryllium thin plate having a thickness of 5 μm. Here, as a result of the airtightness test by the helium leak detector, for example, the quality was judged based on the helium leak of about 1 × 10 −9 Atm · Cm 3 / sec.

【表2】 [Table 2]

【0024】上記表2からも明らかなように、厚さ5μ
mのベリリウム薄板のみ(従来型)の場合、これをX線
入射窓部の窓部材としたX線検出器では十分な気密性を
得ることが出来ない。しかしながら、その表面に50n
m〜500nmの範囲の厚さでホウ素コーティング膜を
形成することにより、十分な気密性が得られることが分
かる。なお、特に、その厚さが1μmと極めて薄いベリ
リウム薄板では、その表面に500nmの厚さのホウ素
コーティング膜を形成することにより、十分な気密性が
得られているが、しかしながら、ホウ素コーティング膜
が50nm程度の場合には、試験結果に多少のバラツキ
が認められた。但し、その場合でも、約50%程度の歩
留まりで良好な気密性が得られた。
As is clear from Table 2 above, the thickness is 5 μm.
When only a beryllium thin plate of m (conventional type) is used, sufficient airtightness cannot be obtained with an X-ray detector using this as a window member of an X-ray entrance window. However, 50n on the surface
It can be seen that sufficient airtightness can be obtained by forming the boron coating film with a thickness in the range of m to 500 nm. In particular, for a beryllium thin plate having an extremely thin thickness of 1 μm, sufficient airtightness has been obtained by forming a boron coating film having a thickness of 500 nm on the surface thereof. In the case of about 50 nm, some variation was found in the test results. However, even in that case, good airtightness was obtained with a yield of about 50%.

【0025】このことから、特にその気密性が要求され
る封入型のX線検出器では、厚さが1μmと極めて薄い
ベリリウム薄板をX線入射窓部の窓部材として使用する
場合、500nm程度の厚さのホウ素コーティング膜を
施すことが好ましいことが分かる。
From the above, in the case of an enclosed X-ray detector which is required to have an airtightness, when a beryllium thin plate having an extremely thin thickness of 1 μm is used as a window member of the X-ray entrance window, it has a thickness of about 500 nm. It can be seen that it is preferable to apply a thick boron coating film.

【0026】さらに、上記各タイプの入射窓の窓材を、
封入型比例計数管に実装し、これを真空容器内で長期に
渡って放置した場合の計数計の動作特性の変化(劣化)
について検査を行った。なお、その検査結果からは、実
装した全てのX線入射窓部について、3ヶ月間放置した
後においても、特に性能の変化(劣化)は認められなか
った。
Further, the window materials for the above-mentioned types of incident windows are
Changes in operating characteristics (deterioration) of the counter when mounted in a sealed proportional counter and left in a vacuum container for a long period of time.
Was inspected. From the inspection results, no particular change (deterioration) in performance was observed in all the mounted X-ray incident window portions even after being left for 3 months.

【0027】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図1(B)を参照しながら、以下に説明する。すな
わち、本発明者等によれば、上記第1の実施の形態にお
ける窓部材、すなわち、ベリリウム薄板431上に直接
ホウ素コーティング膜432を施したものでは、特に高
湿度環境において、その形成膜に剥離が発生することを
が見い出された。そこで、かかる発明者による上記知見
に基づいて、その密着性を更に改善すべく、この第2の
実施の形態では、上記ベリリウム薄板431とホウ素コ
ーティング膜432との間に、炭素からなる接着層43
3を形成したものである。なお、この炭素からなる接着
層433も、上記と同様、スパッタ蒸着法により形成さ
れ、かつ、その厚さも、X線検出器の入射窓部として必
要なX線の透過率へ影響を及ぼさない程度、すなわち、
10nm〜30nmの範囲に設定されれている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. That is, according to the present inventors, in the window member in the first embodiment, that is, the one in which the boron coating film 432 is directly applied on the beryllium thin plate 431, it is peeled off to the formed film particularly in a high humidity environment. Was found to occur. Therefore, based on the above findings by the inventor, in order to further improve the adhesion thereof, in the second embodiment, the adhesive layer 43 made of carbon is provided between the beryllium thin plate 431 and the boron coating film 432.
3 is formed. The adhesive layer 433 made of carbon is also formed by the sputter deposition method in the same manner as described above, and its thickness does not affect the transmittance of X-rays necessary for the entrance window of the X-ray detector. , That is,
It is set in the range of 10 nm to 30 nm.

【0028】上記の本発明の第2の実施の形態になるX
線検出器の入射窓部の窓部材によれば、高湿度の剥離が
生じ易い環境においても、ベリリウム薄板からのホウ素
コーティング膜の剥離は認められなかった。
X according to the second embodiment of the present invention described above
According to the window member of the incident window portion of the line detector, no peeling of the boron coating film from the beryllium thin plate was observed even in an environment where peeling of high humidity was likely to occur.

【0029】以上に説明した本発明になる窓材をその入
射窓に備えたX線検出器、さらには、かかるX線検出器
を備えた蛍光X線分析装置によれば、従来のベリリウム
薄板を基にしながら、更に、広い範囲において(すなわ
ち、波長約1nm以下のいわゆる硬X線領域だけに限ら
ず、さらには、波長約1nm以上のいわゆる軟X線領域
をも含めて)において、試料からの蛍光X線を測定する
ことが可能となり、蛍光X線分析装置としての性能を向
上することが可能となる。また、特に、本発明になるX
線検出器を封入型とすることによれば、上記した検出可
能なX線領域の拡大に加え、検出器内への検出ガスの供
給が不要となることから、蛍光X線分析装置の構成を簡
素化し、低価格でかつ取扱いの容易な蛍光X線分析装置
とすることが可能となる。
According to the X-ray detector equipped with the window material according to the present invention described above in its entrance window, and the fluorescent X-ray analysis apparatus equipped with such an X-ray detector, the conventional beryllium thin plate is used. On the basis of the above, further, in a wide range (that is, not only in a so-called hard X-ray region having a wavelength of about 1 nm or less, but also in a so-called soft X-ray region having a wavelength of about 1 nm or more), It becomes possible to measure fluorescent X-rays, and the performance as a fluorescent X-ray analyzer can be improved. Further, in particular, X according to the present invention
By enclosing the X-ray detector, in addition to the above-mentioned expansion of the detectable X-ray region, it becomes unnecessary to supply the detection gas into the detector. It becomes possible to provide a fluorescent X-ray analysis device that is simple, inexpensive, and easy to handle.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明によれば、硬X線領域のみに限らず、長波長
の軟領域のX線に対しても十分な検出効率を発揮するこ
とが可能で、かつ、その構造及び取扱いが簡単な蛍光X
線分析装置及びそのためのX線検出器を提供することを
可能にするという優れた効果を発揮する。
As is apparent from the above detailed description, according to the present invention, sufficient detection efficiency is exhibited not only in the hard X-ray region but also in the X-ray in the long wavelength soft region. Fluorescent X that can be manufactured and its structure and handling are simple
The excellent effect of making it possible to provide a line analyzer and an X-ray detector therefor is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の蛍光X線分析装置の特徴となるX線検
出器の窓部材の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a window member of an X-ray detector, which is a feature of an X-ray fluorescence analyzer of the present invention.

【図2】上記本発明の蛍光X線分析装置におけるX線検
出器の構造の一例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the structure of an X-ray detector in the X-ray fluorescence analyzer of the present invention.

【図3】上記X線検出器の内部構造とその関連回路の一
例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an internal structure of the X-ray detector and a related circuit thereof.

【図4】本発明になる蛍光X線分析装置の要部構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a fluorescent X-ray analysis apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 真空室 200 X線管 300 分光室 350 分光素子(分光手段) 400 X線検出器 410 X線検出器の部材(筐体) 420 X線入射窓部 430 窓部材 431 ベリリウム薄板 432 ホウ素コーティング膜 433 炭素接着層 100 vacuum chamber 200 X-ray tube 300 spectroscopy room 350 Spectroscopic element (spectral means) 400 X-ray detector 410 X-ray detector member (housing) 420 X-ray entrance window 430 window member 431 Beryllium thin plate 432 Boron coating film 433 carbon adhesive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−102214(JP,A) 特開 平11−108861(JP,A) 特開 平8−313642(JP,A) 特開 平8−194065(JP,A) 特開 平9−49882(JP,A) 特開 平6−302289(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/223 G01T 1/18 G01T 7/00 H01J 47/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-102214 (JP, A) JP-A-11-108861 (JP, A) JP-A-8-313642 (JP, A) JP-A-8- 194065 (JP, A) JP 9-49882 (JP, A) JP 6-302289 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 23/223 G01T 1 / 18 G01T 7/00 H01J 47/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料室内に載置した試料にX線管からの
X線を照射し、前記試料から発生する蛍光X線を分光手
段により分光し、当該分光した蛍光X線の強度をX線検
出器により測定して前記試料を分析する蛍光X線分析装
置であって、 前記X線検出器の一部に設けられ、前記分光した蛍光X
線を当該X線検出器内に導く入射窓部に備えた窓部材
を、厚さ約1〜5μmのベリリウム薄板の片側面又は両
側面に、厚さ50〜500nmのホウ素薄膜をコーティ
ングして形成したことを特徴とする蛍光X線分析装置。
1. A sample placed in a sample chamber is irradiated with X-rays from an X-ray tube, fluorescent X-rays generated from the sample are dispersed by a spectroscopic means, and the intensity of the dispersed fluorescent X-rays is X-rays. An X-ray fluorescence analyzer for analyzing the sample by measuring with a detector, the X-ray fluorescence X being provided in a part of the X-ray detector
A window member provided in an incident window portion for guiding the X-ray into the X-ray detector is formed by coating one or both sides of a beryllium thin plate having a thickness of about 1 to 5 μm with a boron thin film having a thickness of 50 to 500 nm. An X-ray fluorescence analyzer characterized in that
【請求項2】 前記請求項1に記載した蛍光X線分析装
置において、前記X線検出器の入射窓部に備えた窓部材
を構成するベリリウム薄板とホウ素コーティング薄膜と
の間に、約10nm〜30nmの炭素薄膜層を形成して
いることを特徴とする蛍光X線分析装置。
2. The fluorescent X-ray analysis device according to claim 1, wherein a beryllium thin plate and a boron coating thin film forming a window member provided in an entrance window portion of the X-ray detector have a thickness of about 10 nm to about 10 nm. An X-ray fluorescence analyzer, wherein a carbon thin film layer of 30 nm is formed.
【請求項3】 前記請求項1に記載した蛍光X線分析装
置において、前記X線検出器は封入型X線検出器である
ことを特徴とする蛍光X線分析装置。
3. The fluorescent X-ray analysis apparatus according to claim 1, wherein the X-ray detector is an enclosed X-ray detector.
【請求項4】 検出ガスを満たした筐体内に入射X線を
検出する芯線を設け、かつ、当該筐体の一部に強度を測
定するX線を内部に入射するための入射窓部を備えたX
線検出器であって、 前記入射窓部には、厚さ約1〜5μmのベリリウム薄板
の片側面又は両側面に、厚さ50〜500nmのホウ素
薄膜をコーティングした窓部材を備えていることを特徴
とするX線検出器。
4. A core wire for detecting an incident X-ray is provided in a housing filled with a detection gas, and an incident window portion for injecting an X-ray for measuring intensity into a part of the housing is provided. X
A line detector, wherein the incident window portion is provided with a window member in which one or both sides of a beryllium thin plate having a thickness of about 1 to 5 μm is coated with a boron thin film having a thickness of 50 to 500 nm. Characteristic X-ray detector.
【請求項5】 前記請求項4に記載したX線検出器にお
いて、前記窓部材を構成するベリリウム薄板とホウ素コ
ーティング薄膜との間に、さらに、約10nm〜30n
mの炭素薄膜層を形成していることを特徴とするX線検
出器。
5. The X-ray detector according to claim 4, further comprising between the beryllium thin plate and the boron-coated thin film forming the window member, the thickness being about 10 nm to 30 n.
An X-ray detector having a carbon thin film layer of m.
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