(57)【要約】【課題】  試料の材料分析と内部構造分析とを省力的に短時間で行うことができ、また大型試料にも対応可能で、しかも、持ち運んで屋外で使用することもできる大型試料用のＸ線複合分析装置、及び当該装置を利用したＸ線複合分析方法を提供すること。【解決手段】  Ｘ線光源に面光源である焦電結晶を用いたＸ線面状照射器１と；Ｘ線を照射する試料Ｓを配置するための試料セッティング部２と；この試料セッティング部２に対して、前記Ｘ線面状照射器１と同じ側、またはＸ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線を検出可能な蛍光Ｘ線検出器３と；前記試料セッティング部２に対し前記Ｘ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料ＳのＸ線透過像を撮影可能なＸ線撮像器４とを含んでＸ線複合分析装置を構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線光源に面光源である焦電結晶を用いたＸ線面状照射器１と；Ｘ線を照射する試料Ｓを配置するための試料セッティング部２と；この試料セッティング部２に対して、前記Ｘ線面状照射器１と同じ側、又はＸ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線を検出可能な蛍光Ｘ線検出器３と；前記試料セッティング部２に対して前記Ｘ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料ＳのＸ線透過像を撮影可能なＸ線撮像器４とを含んで構成され、
前記Ｘ線面状照射器１から大型試料ＳにＸ線を面状に照射して、前記蛍光Ｘ線検出器３による材料分析と前記Ｘ線撮像器４による内部構造分析とを同時に実行可能としたことを特徴とするＸ線複合分析装置。
【請求項２】
Ｘ線面状照射器１、蛍光Ｘ線検出器３及びＸ線撮像器４を、それぞれの相対位置を調節自在に設けて試料セッティング部２の広さを調節可能としたことを特徴とする請求項１記載のＸ線複合分析装置。
【請求項３】
蛍光Ｘ線検出器３を複数配置して大型試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線の測定時間を短縮可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線複合分析装置。
【請求項４】
Ｘ線光源に面光源である焦電結晶を用いたＸ線面状照射器１を、試料Ｓの一方側に配置すると共に、蛍光Ｘ線検出器３を前記試料Ｓに対して前記Ｘ線面状照射器１と同じ側、又はＸ線面状照射器１の反対側に配置し、更にＸ線撮像器４を前記試料Ｓに対して前記Ｘ線面状照射器１の反対側に配置して、前記Ｘ線面状照射器１から試料ＳにＸ線を面状に照射することにより、前記蛍光Ｘ線検出器３による材料分析とＸ線撮像器４による内部構造分析とを同時に行うことを特徴とするＸ線複合分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置及びＸ線撮像器の改良、詳しくは、大型試料の材料分析と内部構造分析とを省力的に短時間で行うことができ、しかも、持ち運んで屋外で使用することもできるＸ線複合分析装置、及び当該装置を利用したＸ線複合分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、元素によって固有のエネルギーを示す蛍光Ｘ線の特性を利用した分析手法および分析装置は大気中において非破壊で試料の元素分析を行うことができるため、材料科学から生物学、考古学といった様々な分野において広く用いられている。
【０００３】
一方、Ｘ線カメラやＸ線写真などのＸ線透過像を撮影する装置についても、非破壊で試料内部の構造を観察することができることから、医療分野はもちろん構造分析が必要な多くの分野で古くから利用されている。
【０００４】
ところで、岩石や埋蔵遺物等の調査または植物の調査においては、上記元素分析と内部(組織)構造の分析を両方行う必要があるが、それぞれの分析を別々に行うと試料の数が多い場合に作業が煩雑化して分析を終えるまでに時間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、野外の調査では、採取した試料をいちいち研究室に持ち帰って分析するのは非常に面倒であるため、試料採取の現場に持ち込んで直ぐに分析作業に取り掛かれる分析機器が求められていた。
【０００６】
そこで、従来においては、蛍光Ｘ線の検出器とＸ線透過像の撮影装置とを同一ハウジング内に収容して、試料の蛍光Ｘ線測定とＸ線撮影を同時に行えるようにした可搬型の分析装置も提案されている(特許文献１参照)。
【０００７】
しかしながら、上記＜文献１＞に係る装置をはじめとして多くのＸ線分析装置では、Ｘ線光源に点光源であるＸ線管が使用されていたことから、Ｘ線照射が比較的狭い範囲で足りる小型試料には対応できるものの、Ｘ線撮影に広範囲のＸ線照射が必要な大型試料には対応できないという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−３１１８２号公報（第２−８頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、試料の材料分析と内部構造分析とを省力的に短時間で行うことができ、そして、大型試料にも対応可能で、しかも、持ち運んで屋外で使用することもできる大型試料用のＸ線複合分析装置、及び当該装置を利用したＸ線複合分析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、Ｘ線光源に面光源である焦電結晶を用いたＸ線面状照射器１と；Ｘ線を照射する試料Ｓを配置するための試料セッティング部２と；この試料セッティング部２に対して、前記Ｘ線面状照射器１と同じ側、又はＸ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線を検出可能な蛍光Ｘ線検出器３と；前記試料セッティング部２に対し前記Ｘ線面状照射器１の反対側に配置され、かつ、Ｘ線が照射された試料ＳのＸ線透過像を撮影可能なＸ線撮像器４とを含んでＸ線複合分析装置を構成し、
前記Ｘ線面状照射器１から大型試料ＳにＸ線を面状に照射して、前記蛍光Ｘ線検出器３による材料分析と前記Ｘ線撮像器４による内部構造分析とを同時に実行可能とした点に特徴がある。
【００１２】
また本発明は、上記Ｘ線複合分析装置において、Ｘ線面状照射器１、蛍光Ｘ線検出器３及びＸ線撮像器４を、それぞれの相対位置を調節自在に設けて試料セッティング部２の広さを調節できるようにするという技術的手段を採用することもできる。
【００１３】
更に本発明では、上記Ｘ線複合分析装置において、蛍光Ｘ線検出器３を複数配置して大型試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線の測定時間を短縮するという技術的手段を採用することもできる。
【００１４】
一方、本発明においては、上記課題を解決する大型試料のＸ線複合分析方法として、Ｘ線光源に面光源である焦電結晶を用いたＸ線面状照射器１を大型試料Ｓの一方側に配置すると共に、前記試料Ｓに対して、前記Ｘ線面状照射器１と同じ側、或いはＸ線面状照射器１の反対側に蛍光Ｘ線検出器３を配置し、更に前記試料Ｓに対して、前記Ｘ線面状照射器１の反対側にＸ線撮像器４を配置して、前記Ｘ線面状照射器１から試料ＳにＸ線を面状に照射することにより、前記蛍光Ｘ線検出器３による材料分析とＸ線撮像器４による内部構造分析とを同時に行うという技術的方法を採用した点にも特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、試料セッティング部を挟んでＸ線照射器とＸ線撮像器とを配置すると共に、どちらか一方側に蛍光Ｘ線検出器を配置して分析装置を構成したことにより、Ｘ線照射器からセッティングした試料にＸ線を照射すれば、蛍光Ｘ線の測定による材料分析とＸ線透過像の撮影による内部構造の分析を同時に行うことができるため、分析作業の省力化及び時間短縮を図ることができる。
【００１６】
また、上記Ｘ線照射器のＸ線光源には面光源である焦電結晶を用いているため、広範囲にＸ線照射を行う必要のある大型試料も分析の対象とすることができ、これによって大型の埋蔵遺物なども分析が可能となる。
【００１７】
しかも、本発明装置を構成する上記機器類は可搬型のもので足りることから、一体型・セパレート型どちらの形態であっても装置の持ち運びは容易で、岩石や埋蔵遺物、植物などの採取現場に装置を持ち込んで現地での分析が可能であるため、野外調査における利便性も非常に高い。
【００１８】
したがって、本発明により、大型試料が数多く採取される野外調査において試料の分析作業を効率化することができる機能性に優れたＸ線分析装置を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１におけるＸ線複合分析装置を表わした全体配置図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＸ線複合分析装置の使用時の状態を表わした状態説明図である。
【図３】本発明の変形例におけるＸ線複合分析装置を表した全体配置図である。
【図４】本発明の変形例におけるＸ線複合分析装置を表わした全体配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
『実施例１』
本発明の実施例１は、図１から図４に示される。同図において、符号１で指示するものは、Ｘ線面状照射器であり、符号２で指示するものは、試料セッティング部である。符号３で指示するものは、蛍光Ｘ線検出器であり、符号４で指示するものは、Ｘ線撮像器である。
【００２１】
次に、実施例１の構成を以下から説明する。まず実施例１では、Ｘ線を出射可能なＸ線面状照射器１を、試料Ｓが配置される試料セッティング部２の一方側に配置すると共に、Ｘ線が照射された試料Ｓから放出される蛍光Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線検出器３を、試料セッティング部２に対してＸ線面状照射器１と同じ側に配置している（図１参照）。
【００２２】
そして、上記試料セッティング部２に対しＸ線面状照射器１の反対側には、Ｘ線面状照射器１からＸ線が照射された試料ＳのＸ線透過像を撮影するためのＸ線カメラをＸ線撮像器４として配置してＸ線複合分析装置を構成している。なおＸ線撮像器４としては、Ｘ線透過像を確認できれば、Ｘ線カメラでなくイメージングプレートやＸ線フィルム等を用いることも可能である。
【００２３】
また、上記Ｘ線面状照射器１に関しては、Ｘ線の照射範囲を拡げるために面光源である焦電結晶をＸ線光源に使用しており、本実施例では、およそ横130mm×縦70mmの照射範囲を確保している。またＸ線の照射範囲については、Ｘ線面状照射器１と試料Ｓの距離を長くとることにより、横260mm×縦140mm程度まで拡大することが可能である。勿論、Ｘ線面状照射器１を大型のものに変更すればそれ以上の照射範囲を確保することもできる。
【００２４】
また実施例１では、自立する試料Ｓを試料セッティング部２にそのまま置いた状態で設置しているが、自立しない試料Ｓ(例えば、薄型のプレートなど)については測定対象としない試料Ｓの両端をスタンドなどの支持具で固定するなどして設置を行うことができる(図示せず)。
【００２５】
これにより、図２に示すように、Ｘ線面状照射器１から試料セッティング部２に配置した試料ＳにＸ線を照射すれば、前記蛍光Ｘ線検出器３で蛍光Ｘ線を測定して試料Ｓの材料分析を行うことができ、また同時に透過Ｘ線を前記Ｘ線撮像器４に入射させてＸ線透過像を撮影することにより試料Ｓの内部構造の分析も行うことができる。
【００２６】
そして、上記分析においては、試料セッティング部２に配置した試料Ｓが、Ｘ線面状照射器１の照射範囲である横130mm×縦70mm以内の大きさであれば試料Ｓが大型のものであっても問題なくＸ線透過像の撮影を行うことができる。
【００２７】
一方、上記のようにＸ線の照射範囲を広くとった場合には、試料Ｓと蛍光Ｘ線検出器３との間隔が大きくなって、蛍光Ｘ線の測定時間が長くかかる傾向にあるが、この問題については、図３に示すように蛍光Ｘ線検出器３を複数配置することにより蛍光Ｘ線の測定時間を短縮することができる。ちなみに、蛍光Ｘ線検出器３を複数配置した場合、原理的には測定時間を１／検出器に短縮することが可能である。
【００２８】
また実施例１では、Ｘ線面状照射器１、蛍光Ｘ線検出器３及びＸ線撮像器４を、それぞれを独立して動かすことのできるセパレート型としているため、各機器の相対的な位置を変更すれば機器間に作出される試料セッティング部２の広さを試料Ｓに合わせて自由に調節することも可能である。
【００２９】
なお、上記各機器の位置関係については、Ｘ線面状照射器１、蛍光Ｘ線検出器３及びＸ線撮像器４が基台Ｔ上に一体的に固定されている場合には、図４(a)に示すようにスライダ機構Ｌに取り付けた機器を、図４(b)に示すようにスライダ機構Ｌ上で動かすことによって試料セッティング部２の大きさ及びＸ線の照射範囲の調節を行うことができる。
【００３０】
また、上記Ｘ線面状照射器１や蛍光Ｘ線検出器３に関しては、電池で作動する持ち運び可能な小型なものを使用できるため、野外調査で使用する場合でも現場まで簡単に分析装置を持ち運ぶことができる。
【００３１】
［実験例１］
次に、上記分析装置を用いた実験例１について以下に説明する。実験例１では、福井市の一乗谷朝倉氏遺跡から発掘された装飾品について上記分析装置を用いて蛍光Ｘ線の測定を行った。その結果、蛍光Ｘ線の測定に所要した時間はおよそ30秒であった。
【００３２】
［実験例２］
次に、上記分析装置を用いた実験例２について以下に説明する。実験例２では、大きさが横65mm、縦30mmの植物(椿)の葉について上記分析装置を用いて透過Ｘ線像の撮影を行った。なお本測定では、Ｘ線カメラでなくイメージングプレートをＸ線撮像器４に用いてＸ線透過像の撮影を行った。その結果、Ｘ線透過像の撮影(露光)に所要した時間はおよそ120秒であった。
【００３３】
上記の結果から、植物の葉について蛍光Ｘ線の測定及びＸ線透過像の撮影を同時に行った場合、蛍光Ｘ線の測定にかかる時間を装飾品と同程度と考えると、測定及び撮影をおよそ120秒で完了できることが確認できた。
【００３４】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、蛍光Ｘ線検出器３については、試料セッティング部２に対しＸ線面状照射器１の反対側に配置してもよい。
【００３５】
また、Ｘ線面状照射器１、蛍光Ｘ線検出器３およびＸ線撮像器４を一体化した構造に関しては使い勝手に応じて自由に設計を変更することができ、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
近年では、埋蔵遺物のスクリーニングや真偽判定、また植物の組織や重元素分布等を調べて行う環境調査など、試料の元素分析と内部構造の分析を併せて行う機会が様々な分野に存在し、このような複合分析を必要とする現場では作業性の向上を図れる使い勝手の良い分析機器が求められている。
【００３７】
そのような中で、本発明のＸ線複合分析装置、及びＸ線複合分析方法は、分析作業の効率化および大型試料への対応を容易化できる有用な技術であるため、市場における需要は大きく、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００３８】
１  Ｘ線面状照射器
２  試料セッティング部
３  蛍光Ｘ線検出器
４  Ｘ線撮像器
Ｓ  試料
Ｔ  基台
Ｌ  スライダ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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