(57)【要約】【課題】プラスチック中の微量カドミウムの量を正確に測定できるＸ線分析装置を提供する。【解決手段】Ｒｈターゲットを有するＸ線管５と、プラスチック試料４間に、Ｘ線フィルタ６が配置されている。第１Ｘ線フィルタ６ａはジルコニウムからなり、第２Ｘ線フィルタ６ｂは銅からなり、第３Ｘ線フィルタ６ｃはモリブデンからなる。第１フィルタ６ａの厚さは１００μｍ程度、第２フィルタ６ｂの厚さは２００μｍ程度、第３フィルタ６ｃの厚さは４０μｍ程度である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管からの１次Ｘ線を試料に照射し、その１次Ｘ線照射によって試料から発生した２次Ｘ線を検出して試料分析を行うようにしたＸ線分析装置において、
次の構成要素（ａ），（ｂ），（ｃ）を備えたＸ線フィルタを、前記Ｘ線管と前記試料との間に配置したことを特徴とするＸ線分析装置
（ａ）前記Ｘ線管からの１次Ｘ線を濾波する第１Ｘ線フィルタ
（ｂ）前記第１Ｘ線フィルタを透過したＸ線を濾波する第２Ｘ線フィルタ
（ｃ）前記第２Ｘ線フィルタを透過したＸ線を濾波する第３Ｘ線フィルタ。
【請求項２】
前記Ｘ線管のターゲットはロジウムからなり、前記第１Ｘ線フィルタはジルコニウムからなり、前記第２Ｘ線フィルタは銅または亜鉛またはニッケルからなり、前記第３Ｘ線フィルタはモリブデンからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項３】
前記Ｘ線管のターゲットはロジウムからなり、前記第１Ｘ線フィルタは銅または亜鉛またはニッケルからなり、前記第２Ｘ線フィルタはジルコニウムからなり、前記第３Ｘ線フィルタはモリブデンからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記Ｘ線管のターゲットはロジウムからなり、前記第１Ｘ線フィルタは銅または亜鉛またはニッケルからなり、前記第２Ｘ線フィルタはモリブデンからなり、前記第３Ｘ線フィルタはジルコニウムからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
前記Ｘ線管のターゲットはモリブデンからなり、前記第１Ｘ線フィルタはモリブデンからなり、前記第２Ｘ線フィルタは銅または亜鉛またはニッケルからなり、前記第３Ｘ線フィルタはモリブデンからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光Ｘ線分析装置などのＸ線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題は深刻化の度合いを増し、さらに複雑化している。この地球環境問題を受け、ＥＵ（欧州連合）は、廃電気電子リサイクル指令（ＷＥＥＥ）および特定物質の使用制限指令（ＲｏＨＳ）を発信し、その危険性を法制化という手段で警鐘を鳴らした。このＲｏＨＳで使用を制限された物質は、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、水銀、六価クロム、ポリ臭化ビフェニール、ポリ臭化ディフェニールエーテルの６物質である。
【０００３】
そして、現在、流通している電気電子機器に使用されている部品の大部分はプラスチックであるが、このプラスチック中には、ＲｏＨＳで使用を制限されたカドミウムや鉛などが含まれている。そこで、最近では、プラスチック中に含まれるカドミウムや鉛の量を正確に測定することが必要となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これまでの分析装置では、プラスチック中に含まれる数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍの微量カドミウムの正確な分析結果は得られていない。
【０００５】
分析装置の１つである蛍光Ｘ線分析装置を用いても、その正確な分析結果は得られていない。この原因は、蛍光Ｘ線分析により得られたＸ線スペクトル中のバックグランドにあり、微量カドミウムのスペクトルピークのバックグランドは、そのカドミウムのスペクトルピークに対してかなり大きい。すなわち、Ｐ／Ｂ比はかなり悪い。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みて成されたもで、その目的は、プラスチック中の微量カドミウムの量を正確に測定できるＸ線分析装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発明のＸ線分析装置は、Ｘ線管からの１次Ｘ線を試料に照射し、その１次Ｘ線照射によって試料から発生した２次Ｘ線を検出して試料分析を行うようにしたＸ線分析装置において、前記Ｘ線管からの１次Ｘ線を濾波する第１Ｘ線フィルタと、前記第１Ｘ線フィルタを透過したＸ線を濾波する第２Ｘ線フィルタと、前記第２Ｘ線フィルタを透過したＸ線を濾波する第３Ｘ線フィルタとを備えたＸ線フィルタを、前記Ｘ線管と前記試料との間に配置している。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明のＸ線分析装置の一例を示した図であり、エネルギー分散形Ｘ線分光装置（ＥＤＳ）を備えた蛍光Ｘ線分析装置を示した図である。
【００１０】
図１において、１は試料室カバーであり、２は試料室である。この試料室２には試料ホルダ３が配置されており、その試料ホルダ３には試料としてプラスチック４がセットされている。プラスチック４は、鉛を１％程度含み、カドミウムを数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ含んでいる。
【００１１】
５はＸ線管であり、Ｘ線管５はロジウム（Ｒｈ）からなるターゲットを有している。
【００１２】
６はＸ線フィルタであり、Ｘ線フィルタ６は、Ｘ線管５と試料４との間に配置されている。このＸ線フィルタ６は、円形のジルコニウム箔よりなる第１Ｘ線フィルタ６ａと、円形の銅箔よりなる第２Ｘ線フィルタ６ｂと、円形のモリブデン箔よりなる第３Ｘ線フィルタ６ｃとを備えている。それらのフィルタは、図１に示すように、Ｘ線管５から試料４の方に向けて、第１フィルタ６ａ、第２フィルタ６ｂ、第３フィルタ６ｃの順に配置されている。
【００１３】
なお、第１フィルタ６ａの厚さは１００μｍ程度、第２フィルタ６ｂの厚さは２００μｍ程度、第３フィルタ６ｃの厚さは４０μｍ程度である。
【００１４】
また、図１中、７は半導体Ｘ線検出器であり、試料４からのＸ線は半導体Ｘ線検出器７で検出される。
【００１５】
半導体Ｘ線検出器７の出力信号はマイクロチャンネルアナライザ（ＭＣＡ）８に入力されるように構成されている。そして、ＭＣＡ８の出力信号は中央制御装置（ＣＰＵ）９に入力されるように構成されている。
【００１６】
ＭＣＡ８は、半導体Ｘ線検出器７の出力信号をそのエネルギーに応じて分離し、ＣＰＵ９の記憶部１０には、各エネルギーに対応してＸ線強度信号が積算して記憶される。すなわち、試料の分析が進むにつれて、そのＸ線強度信号の強度は大きくなる。この記憶部１０に記憶されたデータは、ＣＰＵ９のスペクトル表示部１１に送られるように構成されており、スペクトル表示部１１はこのデータに基づき、Ｘ線スペクトルをディスプレイ１２の画面上に表示させるように構成されている。たとえば、スペクトル表示部１１における現在の設定は、ＣｄＫαピークに関するＸ線スペクトルがディスプレイ１２の画面上に表示されるようになっている。
【００１７】
以上、図１の装置構成について説明した。以下、動作説明を行う。
【００１８】
まず、プラスチック試料４の分析時には、Ｘ線管フィラメント（図示せず）と前記Ｒｈターゲット間に所定の電圧Ｖ１が印加されて、Ｘ線管フィラメントからの電子線はＲｈターゲットを照射する。この電子線照射により、Ｒｈターゲットから１次Ｘ線が放射される。図２（ａ）の実線は、そのＲｈターゲットから放射される１次Ｘ線のＸ線スペクトルを示したものである。
【００１９】
この図２（ａ）のＸ線スペクトルから分かるように、Ｘ線管５のＲｈターゲットから放射される１次Ｘ線のＸ線スペクトルには、ＲｈＬピーク，ＲｈＫαピーク，ＲｈＫβピーク，ＲｈＫβ２ピークが存在しており、それらの各ピークは大きなバックグランド上にのっている。なお、カドミウムのＣｄＫα線のエネルギー（波長）は２３．１２７ｋｅＶであって、ＲｈＫβ２線のエネルギー（２３．１７０ｋｅＶ）とほぼ同じである。
【００２０】
さて、Ｘ線管５のＲｈターゲットから放射された１次Ｘ線は、まず、Ｘ線フィルタ６の第１フィルタ６ａに入射する。この第１フィルタ６ａはジルコニウム箔からなっており、図２（ａ）の点線は、そのジルコニウム（Ｚｒ）のＸ線吸収特性を示したものである。図２（ａ）に示すように、Ｚｒの吸収端のエネルギーは、ＲｈＫα線のエネルギー（２０．１８９ｋｅＶ）よりやや低い１７．９９３ｋｅＶである。
【００２１】
このようなＺｒからなる第１フィルタ６ａにおいて、前記Ｘ線管５からの１次Ｘ線の一部は吸収される。図２（ｂ）の実線は、その第１フィルタ６ａを透過した１次Ｘ線（第２フィルタ６ｂに入射する前の１次Ｘ線）のＸ線スペクトルを示したものである。
【００２２】
この図２（ｂ）のＸ線スペクトルから分かるように、第１フィルタ６ａを透過した１次Ｘ線のＸ線スペクトルには、Ｚｒの吸収端付近のエネルギーをもつピークＰ１，ＲｈＫαピーク，ＲｈＫβピーク，ＲｈＫβ２ピークが存在している。
しかし、ＲｈＫαピーク，ＲｈＫβピーク，ＲｈＫβ２ピークの強度は、図２（ａ）の場合より著しく低下しており、また、それらのピークのバックグランドも図２（ａ）の場合より著しく小さくなっている。
【００２３】
次に、第１フィルタ６ａを透過した１次Ｘ線は、第２フィルタ６ｂに入射する。この第２フィルタ６ｂは銅箔からなっており、図２（ｂ）の点線は、その銅（Ｃｕ）のＸ線吸収特性を示したものである。図２（ｂ）に示すように、Ｃｕの吸収端のエネルギーは、８．９７８ｋｅＶである。
【００２４】
このようなＣｕからなる第２フィルタ６ｂにおいて、前記第１フィルタ６ａを透過した１次Ｘ線の一部は吸収される。図２（ｃ）の実線は、その第２フィルタ６ｂを透過した１次Ｘ線（第３フィルタ６ｃに入射する前の１次Ｘ線）のＸ線スペクトルを示したものである。
【００２５】
この図２（ｃ）のＸ線スペクトルから分かるように、第２フィルタ６ｂを透過した１次Ｘ線のＸ線スペクトルには、図２（ｂ）の場合と同様に、ＲｈＫαピーク，ＲｈＫβピーク，ＲｈＫβ２ピークは依然として存在している。しかし、図２（ｂ）におけるピークＰ１は、図２（ｃ）のＸ線スペクトルには存在していない。一方、図２（ｃ）のＸ線スペクトルには、ＣｕＫαピークが新たに発生している。これは、銅箔からなる第２フィルタ６ｂが１次Ｘ線によって励起されて発生したものである。
【００２６】
次に、第２フィルタ６ｂを透過した１次Ｘ線は、第３フィルタ６ｃに入射する。この第３フィルタ６ｃはモリブデン箔からなっており、図２（ｃ）の点線は、そのモリブデン（Ｍｏ）のＸ線吸収特性を示したものである。図２（ｃ）に示すように、Ｍｏの吸収端のエネルギーは、１９．９９６ｋｅＶである。
【００２７】
このようなＭｏからなる第３フィルタ６ｃにおいて、前記第２フィルタ６ｂを透過した１次Ｘ線の一部は吸収される。図２（ｄ）は、その第３フィルタ６ｃを透過した１次Ｘ線のＸ線スペクトルを示したものである。
【００２８】
この図２（ｄ）のＸ線スペクトルから分かるように、第３フィルタ６ｃを透過した１次Ｘ線のＸ線スペクトルには、図２（ａ）〜（ｃ）において存在していたＸ線ピークは存在しておらず、また、広いエネルギー範囲にわたってバックグランドの原因になる１次Ｘ線は押さえられている。図２（ｄ）においてＸ線強度が示されているのは、ＲｈＫβ２線のエネルギー位置よりさらに高エネルギー側の部分Ｐ２だけであり、これは、ＲｈＫβ２線よりもさらに高エネルギーを有する１次Ｘ線（ＸＨ）によるものである。
【００２９】
したがって、このような１次Ｘ線（ＸＨ）がプラスチック試料４を照射すると、試料４で反射して検出器７で検出される１次Ｘ線は、その１次Ｘ線（ＸＨ）だけであり、それより低いエネルギーの１次Ｘ線が検出されることはない。これは、バックグランドが発生しないことを意味している。
【００３０】
一方、この１次Ｘ線（ＸＨ）は高エネルギーを有するので、プラスチック中のカドミウム（Ｃｄ）や鉛（Ｐｂ）を励起するには十分である。
【００３１】
この結果、ＣＰＵ９の記憶部１０には、最終的に、図２（ｅ）の実線で示すようなＸ線強度信号が記憶される。ここに現れているＣｄＫαピークは、プラスチック試料４から発生したＣｄＫα線のみによって形成されたものであり、その中に他のＸ線によるバックグランドは含まれていない。同様に、ここに現れているＰｂＬαピークとＰｂＬβピークは、プラスチック試料４から発生したＰｂＬα線とＰｂＬβ線のみによってそれぞれ形成されたものであり、その中に他のＸ線によるバックグランドは含まれていない。なお、図２（ｅ）の破線は、Ｘ線管と試料間にフィルタを置かなかったときのＸ線スペクトルを示したものである。
【００３２】
このため、ＣＰＵ９は、この記憶部１０に記憶されたデータに基づき、プラスチック試料４中の微量カドミウムや鉛の量を求めれば、正確な定量分析結果を得ることができる。また、スペクトル表示部１１はこのデータに基づき、ＣｄＫαピークに関するＸ線スペクトルをディスプレイ１２の画面上に表示させる。
【００３３】
なお、従来、鉛（Ｐｂ）を含んだプラスチックの蛍光Ｘ線分析では、分析結果のＸ線スペクトル上において、ＰｂのサムピークがＣｄＫαスペクトルピークのバックグランドを押し上げていた。このバックグランドの上昇は、ＰｂＬα線とＰｂＬβ線が同時にＸ線検出されたときに最も強く出ていたが、本発明ではこのサムピークの出現を抑えることができるようになった。それは、上述したように、カドミウム（Ｃｄ）や鉛（Ｐｂ）を励起するには十分な１次Ｘ線（ＸＨ）だけを試料に照射するようにして、従来よりも試料を照射する１次Ｘ線の量を制限したためであり、これによって、Ｐｂのサムピークの発生確率を格段と下げることができるようになった。
【００３４】
以上、図１の蛍光Ｘ線分析装置について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。
【００３５】
たとえば、上記例において、第２Ｘ線フィルタを、亜鉛またはニッケルでつくるようにしてもよい。
【００３６】
また、前記第１Ｘ線フィルタを銅または亜鉛またはニッケルでつくり、前記第２Ｘ線フィルタをジルコニウムでつくり、前記第３Ｘ線フィルタをモリブデンでつくるようにしてもよい。また、前記第１Ｘ線フィルタを銅または亜鉛またはニッケルでつくり、前記第２Ｘ線フィルタをモリブデンでつくり、前記第３Ｘ線フィルタをジルコニウムでつくるようにしてもよい。
【００３７】
また、前記Ｘ線管のターゲットがモリブデンのときは、前記第１Ｘ線フィルタをモリブデンでつくり、前記第２Ｘ線フィルタを銅または亜鉛またはニッケルでつくり、前記第３Ｘ線フィルタをモリブデンでつくるようにすれば、上記例と同様な効果を得ることができる。なお、このときの第１Ｘ線フィルタの厚さは８０μｍ程度、第２Ｘ線フィルタの厚さは２００μｍ程度、第３Ｘ線フィルタの厚さは４０μｍ程度にすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示した図である。
【図２】図１の装置の動作説明に利用した図である。
【符号の説明】
１…試料室チャンバ、２…試料室、３…試料ホルダ、４…試料、５…Ｘ線管、６…Ｘ線フィルタ、７…半導体Ｘ線検出器、８…ＭＣＡ、９…ＣＰＵ、１０…記憶部、１１…スペクトル表示部、１２…ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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