(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を発散させる発散スリットと、
その発散スリットで発散された２次Ｘ線を分光して集光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分光素子として、前記試料および検出器から見て２次Ｘ線の光路が拡がる方向に並べて固定された複数の湾曲分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記検出器を所定の複数の位置に選択的に直線移動させることにより、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線を選択的に前記検出器に入射させる検出器移動手段を備えた蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を平行化するソーラースリットと、
そのソーラースリットで平行化された２次Ｘ線を分光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記ソーラースリットおよび分光素子として、前記試料から見て放射状に並べて固定された複数組のソーラースリットおよび平板分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記検出器を所定の複数の位置に選択的に直線移動させることにより、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線を選択的に前記検出器に入射させる検出器移動手段を備えた蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を分光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分光素子として単一の分光素子を用い、その分光素子を所定の複数の位置に選択的に移動させる分光素子移動手段を備えることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記検出器を所定の複数の位置に選択的に直線移動させることにより、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線を選択的に前記検出器に入射させる検出器移動手段を備えた蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を発散させる発散スリットと、
その発散スリットで発散された２次Ｘ線を分光して集光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分光素子として、前記試料および検出器から見て２次Ｘ線の光路が拡がる方向に並べて固定された複数の湾曲分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記分光素子に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光する複数の分光素子が含まれる蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項５】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を平行化するソーラースリットと、
そのソーラースリットで平行化された２次Ｘ線を分光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記ソーラースリットおよび分光素子として、前記試料から見て放射状に並べて固定された複数組のソーラースリットおよび平板分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記分光素子に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光する複数の分光素子が含まれる蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項６】
試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記試料から発生した２次Ｘ線を分光する分光素子と、
その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備えた蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記分光素子として単一の分光素子を用い、その分光素子を所定の複数の位置に選択的に移動させる分光素子移動手段を備えることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定し、
前記所定の複数の位置に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光するための複数の位置が含まれる蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定する波長分散型蛍光Ｘ線分析装置に関する。
背景技術
従来、波長の相異なる複数の２次Ｘ線、例えば、蛍光Ｘ線とそのバックグラウンドや、波長の相異なる複数の蛍光Ｘ線について、それぞれの強度を十分な分解能で測定できる波長分散型蛍光Ｘ線分析装置として、多元素同時蛍光Ｘ線分析装置や走査型蛍光Ｘ線分析装置がある。多元素同時蛍光Ｘ線分析装置では、測定しようとする２次Ｘ線ごとに検出器を備えるのでコスト高になる。一方、走査型蛍光Ｘ線分析装置では、いわゆるゴニオメータ等の連動手段により、分光素子で分光される蛍光Ｘ線の波長を変えながら、その分光された蛍光Ｘ線が検出器に入射するように、分光素子と検出器を連動させて走査させるので、単一の検出器で広い波長範囲において２次Ｘ線の各強度を測定できるが、複雑で高精度の連動手段を要するのでやはりコスト高になる。
これらに対し、特許第２６８５７２６号公報に記載の蛍光Ｘ線分析装置がある。この装置では、蛍光Ｘ線とそのバックグラウンドとを、単一の分光素子で分光し、単一の検出器の前に隣接して設けた２つの受光スリットにそれぞれ焦点を結ばせて、この２つの受光スリットを交互に開放することにより、分光素子と検出器を連動走査させることなく、それぞれの強度を測定する。したがって、簡単、安価に構成できるが、固定された湾曲分光素子を１つ用いるだけであるので、重元素の蛍光Ｘ線とそのバックグラウンドのように波長がきわめて接近している場合（両者の回折角（いわゆる２θ）の差異が１度以内であるような場合）でないと、各強度を測定できない。
そこで、特開平８−２０１３２０号公報に記載の蛍光Ｘ線分析装置が提案された。この装置では、蛍光Ｘ線とそのバックグラウンドとを、それぞれに対応した２枚の湾曲分光素子を用いて分光し、単一の検出器の前に隣接して設けた２つの受光スリットにそれぞれ焦点を結ばせて、この２つの受光スリットを交互に開放することにより、分光素子と検出器を連動走査させることなく、それぞれの強度を測定する。したがって、簡単、安価に構成でき、窒素等の超軽元素の蛍光Ｘ線とそのバックグラウンド程度に波長が異なっても各強度を測定できる。
ところが、特開平８−２０１３２０号公報の装置では、分光法として試料から発生して発散された２次Ｘ線を湾曲分光素子で分光して集光するいわゆる集中法を採用するものの、２つの湾曲分光素子が厚み方向に並べて固定されるので、試料および検出器から見て外側の湾曲分光素子の受光面の一部が内側の湾曲分光素子の影に入る配置になりがちで、外側の湾曲分光素子で分光する２次Ｘ線の強度を十分な感度で測定できない。かといって、外側の湾曲分光素子を内側の湾曲分光素子から十分に遠ざけると、２次Ｘ線の入射角が大きくなりすぎ、所望の波長の２次Ｘ線を分光できる格子面間隔をもつ湾曲分光素子を用意できないおそれがある。
発明の開示
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたもので、単一の検出器を用いた簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を、広い波長範囲において十分な感度で測定できる波長分散型蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、この発明の第１構成に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記試料から発生した２次Ｘ線を発散させる発散スリットと、その発散スリットで発散された２次Ｘ線を分光して集光する分光素子と、その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備え、前記分光素子として、前記試料および検出器から見て２次Ｘ線の光路が拡がる方向に並べて固定された複数の湾曲分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定する。
この第１構成に係る装置においては、波長の相異なる複数の２次Ｘ線について、それぞれに対応して固定された分光素子を用いることにより、分光素子と検出器を連動走査させることなく、単一の検出器で各強度を測定するので、簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として前述の集中法を採用するが、複数の湾曲分光素子が前記試料および検出器から見て２次Ｘ線の光路が拡がる方向に並べて固定されるので、ある分光素子の受光面が他の分光素子に覆われるよう配置にはならず、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を十分な感度で測定できる。
この発明の第２構成に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記試料から発生した２次Ｘ線を平行化するソーラースリットと、そのソーラースリットで平行化された２次Ｘ線を分光する分光素子と、その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備え、前記ソーラースリットおよび分光素子として、前記試料から見て放射状に並べて固定された複数組のソーラースリットおよび平板分光素子を用いることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定する。
この第２構成に係る装置においては、波長の相異なる複数の２次Ｘ線について、それぞれ対応して固定された分光素子を用いることにより、分光素子と検出器を連動走査させることなく、単一の検出器で各強度を測定するので、簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として試料から発生してソーラースリットで平行化された２次Ｘ線を平板分光素子で平行化されたまま分光する平行法を採用し、複数組のソーラースリットおよび平板分光素子が前記試料から見て放射状に並べて固定されるので、ある分光素子の受光面が他の分光素子に覆われるような配置にはならず、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を十分な感度で測定できる。
この発明の第３構成に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料に１次Ｘ線を照射するＸ線源と、前記試料から発生した２次Ｘ線を分光する分光素子と、その分光素子で分光された２次Ｘ線の強度を測定する単一の検出器とを備え、前記分光素子として単一の分光素子を用い、その分光素子を所定の複数の位置に選択的に移動させる分光素子移動手段を備えることにより、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を測定する。
この第３構成に係る装置においては、波長の相異なる複数の２次Ｘ線について、それぞれに対応した位置に分光素子を選択的に移動させることにより、分光素子と検出器を連動走査させることなく、単一の検出器で各強度を測定するので、簡単な安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として集中法、平行法のいずれを採用しようとも、単一の分光素子を用いるので、その受光面が他の分光素子に覆われることはなく、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を十分な感度で測定できる。
第１、第２、第３構成に係る装置において、２次Ｘ線を選択するための機構については種々考えられ、前記試料から検出器までの２次Ｘ線の所定の複数の光路を選択的に開放することにより、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線を選択的に前記検出器に入射させる光路選択手段を備えてもよく、前記検出器を位置敏感型検出器として、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線が前記検出器の入射面における相異なる位置に入射するようにしてもよく、また、前記検出器を所定の複数の位置に選択的に移動させることにより、前記波長の相異なる複数の２次Ｘ線を選択的に前記検出器に入射させる検出器移動手段を備えてもよい。
第１、第２構成に係る装置においては、前記分光素子に、同じ格子面間隔および形状を有する複数の分光素子を含めることにより、構成をより簡単で安価にできる。また、前記分光素子に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光する複数の分光素子を含めれば、離間した部位から発生した同じ波長の２次Ｘ線が、それぞれ対応する分光素子で分光されて検出器に入射するので、試料が不均一な場合でも、その波長の２次Ｘ線について平均化された強度が得られる。
第３構成に係る装置においては、前記所定の複数の位置に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光するための複数の位置を含めれば、離間した部位から発生した同じ波長の２次Ｘ線が、それぞれ対応する位置に移動された分光素子で分光されて検出器に入射するので、試料が不均一な場合でも、その波長の２次Ｘ線について平均化された強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１実施形態の蛍光Ｘ線分析装置、第３実施形態で集中法を採用する蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
図２は、同装置の変形例を示す概略図である。
図３は、同装置の別の変形例を示す概略図である。
図４は、第１実施形態の装置のさらに別の変形例を示す概略図である。
図５は、第１実施形態の装置、第３実施形態で集中法を採用する装置のさらに別の変形例を示す概略図である。
図６は、本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置、第３実施形態で平行法を採用する蛍光Ｘ線分析装置を示す概略図である。
図７は、同装置の変形例を示す概略図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の第１実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を図面にしたがって説明する。図１に示すように、この装置は、図示しない試料台に載置された試料１に１次Ｘ線２を照射するＸ線管などのＸ線源３と、試料１から発生した２次Ｘ線４を線状または点状のスリット孔に通して発散させる発散スリット５と、その発散スリット５で発散された２次Ｘ線６を分光して集光する分光素子７と、その分光素子７で分光された２次Ｘ線８の強度を測定する単一の検出器９とを備えている。検出器９としては、Ｆ−ＰＣ（ガスフロー型比例計数管）、Ｓ−ＰＣ（密封型比例計数管）、ＳＣ（シンチレーションカウンタ）などを用いることができる。
そして、分光素子７として、試料１および検出器９から見て２次Ｘ線６，８の光路が拡がる方向（図ではやや右下がりの左右方向）に並べて固定された２つの湾曲分光素子７Ａ，７Ｂを用いることにより、波長がそれぞれλａ，λｂで相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を測定する。湾曲分光素子７Ａ，７Ｂとしては、ヨハン型、ヨハンソン型、ログスパイラル型、楕円柱面型、回転楕円面型、円柱面型、球面型など種々の形状のものを用いることができ、格子面間隔（いわゆるｄ値）や形状が共通していても、していなくてもよい。
例えば、２つの湾曲分光素子７Ａ，７Ｂに、ゲルマニウム結晶（２ｄ値：６．５３２７２Å）で同じ湾曲形状を有するものを用いて、Ｓ−Ｋα線（２θ値：１１０．６８度）８ａとそのバックグラウンド（２θ値：１０５．２３度）８ｂの各強度を測定できる。同じ分光素子７Ａ，７Ｂを用いることにより、装置の構成をより簡単に安価にできる。また、例えば、ＰＥＴ（２ｄ値：８．７６Å）とＡＤＰ（２ｄ値：１０．６４８Å）で湾曲形状の同じものを用いて、Ｓｉ−Ｋα線（２θ値：１０９．２０度）８ａとＡｌ−Ｋα線（２θ値：１０３．０９度）８ｂの各強度を測定できる。格子面間隔や形状の異なる分光素子７Ａ，７Ｂを用いることにより、波長のより離れた２次Ｘ線８ａ，８ｂに対応しやすい。
２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構としては、試料１から検出器９までの２次Ｘ線４，６，８の所定の２つの光路、すなわち第１の光路４ａ，６ａ，８ａと第２の光路４ｂ，６ｂ，８ｂのいずれかを選択的に開放することにより、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂのいずれかを選択的に検出器９に入射させる光路選択手段１０を備えている。
具体的には、光路選択手段１０は、図示しないソレノイドなどを駆動源として所定の２つの位置に選択的に移動することにより、２つの湾曲分光素子７Ａ，７Ｂで分光され集光された波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂのいずれかを線状または点状のスリット孔に通す可動スリット１０である。可動スリット１０を設ける位置は、図１のように検出器９の前でも、図２のように発散スリット５の後でも、図３のように発散スリット５の前でもよい（２次Ｘ線４，６，８の光路において試料１により近い側を前とする）。光路選択手段１０としては、可動スリットに代えて、可動スリットのスリット孔が移動される２つの位置にそれぞれシャッターを固定して設け、２つのシャッターのいずれかを開けることにより、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択してもよい。
２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構として、光路選択手段１０に代えて、図１に示すように、検出器９を所定の２つの位置に選択的に移動させることにより、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択的に検出器９に入射させる検出器移動手段１１を備えてもよい。より具体的には、検出器９の入射面を前記可動スリットのスリット孔程度の大きさにし、ソレノイドなどを駆動源とする簡単な構成の検出器移動手段１１で検出器９を所定の２つの位置に選択的に移動させ、それぞれの位置で波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂのいずれかを検出器９に入射させることにより、２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択する。なお、図２、図３、図５〜図７では、検出器移動手段１１の記載を省略している。
また、２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構として、光路選択手段１０や検出器移動手段１１に代えて、検出器９を位置敏感型検出器とし、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂが検出器９の入射面における相異なる位置に入射するようにしてもよい。位置敏感型検出器としては、ＣＣＤ、ＰＳＰＣ（位置敏感型比例計数管）、ＰＳＳＣ（位置敏感型シンチレーションカウンタ）、ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）などを用いることができる。この場合には、２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための可動部が不要なので装置の構成がより簡単になり、しかも、検出器９が２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂをその入射位置により選別するので、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を同時に測定でき、測定作業全体を短時間にできる。
図４に示すように、格子面間隔が異なり湾曲形状が共通する分光素子７Ａ，７Ｂを用いれば、２つの湾曲分光素子７Ａ，７Ｂを連ねて１つの湾曲分光素子のように配置しても、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を測定でき、湾曲分光素子７Ａ，７Ｂの占めるスペースをコンパクトにできる。このような場合には、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂは検出器９の直前の同じ位置に集光するので、光路選択手段１０を検出器９の前に設けるとすれば、集光位置よりも湾曲分光素子７Ａ，７Ｂ側になる。また、集光位置に受光スリットを固定して設けてもよい。
さて、図１の構成では、波長λａの２次Ｘ線８ａは、試料１における左側の部位Ｌに対応した分光素子７Ａが分光され、波長λｂの２次Ｘ線８ｂは、試料１における右側の部位Ｒに対応した分光素子７Ｂで分光される。そのため、試料１が分析面にそって左右方向に不均一な場合には、波長λａ，λｂの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各濃度は、試料１全体の平均値としては十分に正確ではない。測定中に試料１を回転させればこの問題は解消するが、それができないような場合には、図５に示すように、分光素子７を４つとし、試料１における離間した（隣接しない）部位Ｌ1，Ｒ1にそれぞれ対応して同じ波長λａの２次Ｘ線８ａ1，８ａ2を分光する２つの分光素子Ａ７1，７Ａ2と、試料１におけるまた別の離間した部位Ｌ2，Ｒ2にそれぞれ対応して同じ波長λｂの２次Ｘ線８ｂ1，８ｂ2を分光する２つの分光素子７Ｂ1，７Ｂ2とを含めることができる。
この構成によれば、左右方向に離間した部位Ｌ1，Ｒ1から発生した波長λａの２次Ｘ線８ａ1，８ａ2が、それぞれ対応する分光素子７Ａ1，７Ａ2で分光されて検出器９に入射し、また、左右方向に離間した別の部位Ｌ2，Ｒ2から発生した波長λｂの２次Ｘ線８ｂ1，８ｂ2が、それぞれ対応する分光素子７Ｂ1，７Ｂ2で分光されて検出器９に入射するので、試料１が左右方向に不均一な場合でも、各波長λａ，λｂの２次Ｘ線８ａ，８ｂについて平均化された強度が得られる。
以上のように、第１実施形態の装置においては、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂについて、それぞれに対応して固定された分光素子７Ａ，７Ｂを用いることにより、分光素子７Ａ，７Ｂと検出器９を連動走査させることなく、単一の検出器９で各強度を測定するので、簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として集中法を採用するが、複数の湾曲分光素子７Ａ，７Ｂが試料１および検出器９から見て２次Ｘ線６，８の光路が拡がる方向に並べて固定されるので、ある分光素子の受光面が他の分光素子に覆われるような配置にはならず、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を十分な感度で測定できる。
次に、本発明の第２実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について説明する。図６に示すように、この装置は、図示しない試料台に載置された試料１に１次Ｘ線２を照射するＸ線管などのＸ線源３と、試料１から発生した２次Ｘ線４を平行化するソーラースリット１５と、そのソーラースリット１５で平行化された２次Ｘ線１６を平行化されたまま分光する分光素子１７と、その分光素子１７で分光された２次Ｘ線１８の強度を測定する単一の検出器９とを備えている。検出器９としては、第１実施形態の装置と同様のものを用いることができる。また、受光側にもソーラースリット２５（図７）を設けてもよい。
そして、ソーラースリットおよび分光素子１５，１７として、試料１から見て放射状に並べて固定された２組のソーラースリットおよび平板分光素子１５Ａおよび１７Ａ，１５Ｂおよび１７Ｂを用いることにより、波長がそれぞれλａ，λｂで相異なる２つの２次Ｘ線１８ａ，１８ｂの各強度を測定する。２つの平板分光素子１７Ａ，１７Ｂは、格子面間隔が共通していても、していなくてもよい。
例えば、第１実施形態の装置と同様に、２つの平板分光素子１７Ａ，７Ｂに、ゲルマニウム結晶（２ｄ値：６．５３２７２Å）を用いて、Ｓ−Ｋα線（２θ値：１１０．６８度）１８ａとそのバックグラウンド（２θ値：１０５．２３度）１８ｂの各強度を測定できる。格子面間隔の同じ平板分光素子１７Ａ，１７Ｂを用いることにより、装置の構成をより簡単で安価にできる。また、例えば、ＰＥＴ（２ｄ値：８．７６Å）とＡＤＰ（２ｄ値：１０．６４８Å）の平板分光素子１７Ａ，１７Ｂを用いて、Ｓｉ−Ｋα線（２θ値：１０９．２０度）１８ａとＡｌ−Ｋα線（２θ値：１０３．０９度）１８ｂの各強度を測定できる。格子面間隔の異なる平板分子素子１７Ａ，１７Ｂを用いることにより、波長のより離れた２次Ｘ線１８ａ，１８ｂに対応しやすい。
２次Ｘ線１８ａ，１８ｂを選択するための機構としては、第１実施形態の装置と同様に、光路選択手段１０のほか、検出器移動手段１１（図１）、位置敏感型検出器９を用いることができる。光路選択手段１０を設ける位置は、検出器９の前のほか、ソーラースリット１５の後でも、ソーラースリット１５の前でもよい。
また、図示しないが、第１実施形態の装置と同様に、分光素子１７に、試料１における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光する複数の分光素子を含めれば、離間した部位から発生した同じ波長の２次Ｘ線が、それぞれ対応する分光素子で分光されて検出器９に入射するので、試料１が不均一な場合でも、その波長の２次Ｘ線について平均化された強度が得られる。
以上のように、第２実施形態の装置においては、波長の相異なる２つの２次Ｘ線１８ａ，１８ｂについて、それぞれに対応して固定された分光素子１７Ａ，１７Ｂを用いることにより、分光素子１７Ａ，１７Ｂと検出器９を連動走査させることなく、単一の検出器９で各強度を測定するので、簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる２つの２次Ｘ線１８ａ，１８ｂの各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として平行法を採用し、複数組のソーラースリットおよび平板分光素子１５Ａおよび１７Ａ，１５Ｂおよび１７Ｂが試料１から見て放射状に並べて固定されるので、ある分光素子の受光面が他の分光素子に覆われるような配置にはならず、波長の相異なる２つの２次Ｘ線１８ａ，１８ｂの各強度を十分な感度で測定できる。
次に、本発明の第３実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について説明する。この装置は、まず、分光法として集中法を採用する第１実施形態の装置において１種類で複数の分光素子７Ａ…（図１〜３、図５）を用いる場合を想定し、複数の分光素子７Ａ…を固定して設けることに代えて、単一の分光素子７Ｓを複数の位置に選択的に移動させるものである。例えば、図１に示すように、まず、第１実施形態の装置と同様に、試料１に１次Ｘ線２を照射するＸ線源３と、試料１から発生した２次Ｘ線４を分光する分光素子７と、その分光素子７で分光された２次Ｘ線８の強度を測定する単一の検出器９とを備える。
ただし、分光素子７として単一の湾曲分光素子７Ｓを用い、その分光素子７Ｓを所定の２つの位置、つまり図１における７Ａの位置と７Ｂの位置に選択的に移動させる分光素子移動手段１２を備えることにより、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を測定する。例えば、湾曲分光素子７Ｓにゲルマニウム結晶（２ｄ値：６．５３２７２Å）を用いて、Ｓ−Ｋα線（２θ値：１１０．６８度）８ａとそのバックグラウンド（２θ値：１０５．２３度）８ｂの各強度を測定できる。分光素子移動手段１２は、ソレノイドなどを駆動源として簡単な構成で実現できる。なお、図２、図３では、分光素子移動手段１２の記載を省略している。
２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構としては、第１実施形態の装置と同様に、光路選択手段１０のほか、検出器移動手段１１、位置敏感型検出器９を用いることができる。なお、検出器移動手段１１を用いると、結果的に分光素子７Ｓと検出器９が連動するように見えるが、分光素子７Ｓと検出器９は、簡単な構成でかつ互いに独立した分光素子移動手段１２と検出器移動手段１１の一方により、それぞれ所定の位置に選択的に移動されるだけで、両者７Ｓ，９が連動して走査することはないので、走査型蛍光Ｘ線分析装置で用いられるゴニオメータのような複雑で高精度の連動手段は不要である。また、第３実施形態の装置では、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａ，８ｂの各強度を測定するために、単一の分光素子７Ｓを移動させるので、２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構として位置敏感型検出器９を用いても、各強度を同時に測定することはできない。
第３実施形態の装置においては、例えば、図５に示すように、分光素子７Ｓが移動される所定の位置を４つとし、試料１における離間した部位Ｌ1，Ｒ1にそれぞれ対応して同じ波長λａの２次Ｘ線８ａ1，８ａ2を分光するための位置７Ａ1，７Ａ2と、試料１におけるまた別の離間した部位Ｌ2，Ｒ2にそれぞれ対応して同じ波長λｂの２次Ｘ線８ｂ1，８ｂ2を分光するための位置７Ｂ1，７Ｂ2とを含めることができる。
この構成によれば、左右方向に離間した部位Ｌ1，Ｒ1から発生した波長λａの２次Ｘ線８ａ1，８ａ2が、それぞれ対応する位置７Ａ1，７Ａ2に移動された分光素子７Ｓで分光されて検出器９に入射し、また、左右方向に離間した別の部位Ｌ2，Ｒ2から発生した波長λｂの２次Ｘ線８ｂ1，８ｂ2が、それぞれ対応する位置７Ｂ1，７Ｂ2に移動された分光素子７Ｓで分光されて検出器９に入射するので、試料１が左右方向に不均一な場合でも、各波長λａ，λｂの２次Ｘ線８ａ，８ｂについて平均化された強度が得られる。
第３実施形態の装置は、分光法として平行法を採用する第２実施形態の装置において１種類で複数の分光素子１７Ａ…（図６、図７）を用いる場合を想定し、複数の分光素子１７Ａ…を固定して設けることに代えて、単一の分光素子１７Ｓを複数の位置に選択的に移動させるものとしてもよい。例えば、図６に示すように、まず、第２実施形態の装置と同様に、試料１に１次Ｘ線２を照射するＸ線源３と、試料１から発生した２次Ｘ線４を分光する分光素子１７と、その分光素子１７で分光された２次Ｘ線１８の強度を測定する単一の検出器９とを備える。
ただし、分光素子１７として単一の平板分光素子１７Ｓを用い、その分光素子１７Ｓを所定の２つの位置、つまり図６における１７Ａの位置と１７Ｂの位置に選択的に移動させる分光素子移動手段１２を備えることにより、波長の相異なる２つの２次Ｘ線１８ａ，１８ｂの各強度を測定する。例えば、平板分光素子１７Ｓにゲルマニウム結晶（２ｄ値：６．５３２７２Å）を用いて、Ｓ−Ｋα線（２θ値：１１０．６８度）８ａとそのバックグラウンド（２θ値：１０５．２３度）８ｂの各強度を測定できる。前述したように、分光素子移動手段１２は、ソレノイドなどを駆動源として簡単な構成で実現できる。なお、図７では、分光素子移動手段１２の記載を省略している。
２次Ｘ線８ａ，８ｂを選択するための機構については、分光法として平行法を採用するこの場合も、集中法を採用する場合において述べたとおりである。また、図示しないが、分光素子７Ｓを移動させる所定の複数の位置に、試料１における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光するための複数の位置を含めれば、離間した部位から発生した同じ波長の２次Ｘ線が、それぞれ対応する位置に移動された分光素子７Ｓで分光されて検出器９に入射するので、試料１が不均一な場合でも、その波長の２次Ｘ線について平均化された強度が得られる点についても、集中法を採用する場合において述べたとおりである。
以上のように、第３実施形態の装置においては、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａと８ｂまたは１８ａと１８ｂについて、それぞれに対応した位置７Ａと７Ｂまたは１７Ａと１７Ｂに分光素子７Ｓを選択的に移動させることにより、分光素子７Ｓと検出器９を連動走査させることなく、単一の検出器９で各強度を測定するので、簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａと８ｂまたは１８ａと１８ｂの各強度を広い波長範囲において測定できる。しかも、分光法として集中法、平行法のいずれを採用しようとも、単一の分光素子７Ｓを用いるので、その受光面が他の分光素子に覆われることはなく、波長の相異なる２つの２次Ｘ線８ａと８ｂまたは１８ａと１８ｂの各強度を十分な感度で測定できる。
なお、以上の実施形態では、測定する波長の相異なる２次Ｘ線を２つとしたが、３つ以上でもよい。それに応じて、固定された分光素子の数や、分光素子を移動させる位置の数も、３つ以上でもよい。また、固定された分光素子に、同じ格子面間隔および形状を有する３つ以上の分光素子が含まれてもよい。さらに、固定された分光素子に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光する３つ以上の分光素子が含まれてもよい。同様に、分光素子を移動させる位置に、試料における離間した部位にそれぞれ対応して同じ波長の２次Ｘ線を分光するための３つ以上の位置が含まれてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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