(57)【要約】  可及的に試料へターゲットを近づけることができるＸ線管及びＸ線検出装置を提供する。  Ｘ線管は、電子発生部と、前記電子発生部が発生させた電子を電圧によって加速させる電子加速部と、加速された電子が衝突することによってＸ線を発生させるターゲットと、内部に前記電子発生部が配置された管体部と、前記管体部よりも外径が小さい管状であり、前記管体部に連通しており、前記加速された電子が内部を長手方向に沿って通過する細管部と、前記細管部の内部を通過する電子を磁界によって集束させる磁界レンズ部とを備え、前記ターゲットは、前記細管部の先端部に配置されており、前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの間で最も大きい前記管体部の外径に比べて、前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの距離は三倍を超過する長さである。
2020122257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子発生部と、前記電子発生部が発生させた電子を電圧によって加速させる電子加速部と、加速された電子が衝突することによってＸ線を発生させるターゲットとを備えるＸ線管において、
内部に前記電子発生部が配置された管体部と、
前記管体部よりも外径が小さい管状であり、前記管体部に連通しており、前記加速された電子が内部を長手方向に沿って通過する細管部と、
前記細管部の内部を通過する電子を磁界によって集束させる磁界レンズ部とを備え、
前記ターゲットは、前記細管部の先端部に配置されており、
前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの間で最も大きい前記管体部の外径に比べて、前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの距離は三倍を超過する長さであること
を特徴とするＸ線管。
【請求項２】
電子を加速させるために前記電子加速部が発生させる電圧は２１ｋＶ以上７０ｋＶ以下であること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記細管部は、高熱伝導材を用いて構成されており、
前記細管部の外面は磁性材でコーティングされていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線管。
【請求項４】
前記磁界レンズ部は、永久磁石を用いて構成されていること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項５】
前記ターゲットは、組成の異なる複数の領域を有し、
前記磁界レンズ部は、前記複数の領域の内で前記加速された電子が衝突する領域を変更すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項６】
前記ターゲットは、前記細管部の先端を塞ぐ位置に配置されてあり、
前記Ｘ線は、前記ターゲットを通過して外部へ放射され、
前記先端部の内径は、前記先端にかけて連続的に減少していること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項７】
前記細管部は、可撓性を有していること
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項８】
前記先端部の外径は２６ｍｍ以下であること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項９】
前記電子発生部及び前記電子加速部を稼働させるための電力を蓄電する蓄電部と、
前記管体部に着脱可能であり、前記管体部に装着されている場合に、前記管体部及び前記細管部の内部を減圧し、前記蓄電部に給電する着脱ユニットと、
前記着脱ユニットが前記管体部から離脱している場合に、前記管体部及び前記細管部の内部が減圧された状態を維持するべく、前記管体部及び前記細管部を封止する封止弁と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載のＸ線管。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載のＸ線管と、
該Ｘ線管から放射されたＸ線を照射された試料から発生するＸ線を検出する検出部と、
該検出部の検出結果に基づいた元素分析を行う分析部と
を備えることを特徴とするＸ線検出装置。
【請求項１１】
前記検出部は、前記試料から発生し、前記試料を透過したＸ線を検出すること
を特徴とする請求項１０に記載のＸ線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生させるＸ線管、及びＸ線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料へＸ線を照射し、試料を透過したＸ線、又は試料から発生した二次Ｘ線を検出し、試料の分析を行うことができる。例えば、試料から発生した蛍光Ｘ線に基づいて元素を分析する蛍光Ｘ線分析を行うことができる。このような分析に用いられるＸ線を発生させるために、Ｘ線管が用いられている。Ｘ線管では、加熱されたフィラメント等の電子発生部から電子を発生させ、電界により電子を加速し、加速した電子をターゲットに衝突させ、ターゲットからＸ線を発生させる。特許文献１には、Ｘ線管の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１４５０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線を利用した分析を高精度に行うためには、高強度のＸ線を試料へ照射することが望ましい。高強度のＸ線を試料へ照射するためには、Ｘ線の発生源を試料へ近づけることが望ましい。しかしながら、Ｘ線管の大きさのため、Ｘ線管のターゲットを試料に近づけることには限界がある。【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、可及的に試料へターゲットを近づけることができるＸ線管及びＸ線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＸ線管は、電子発生部と、前記電子発生部が発生させた電子を電圧によって加速させる電子加速部と、加速された電子が衝突することによってＸ線を発生させるターゲットとを備えるＸ線管において、内部に前記電子発生部が配置された管体部と、前記管体部よりも外径が小さい管状であり、前記管体部に連通しており、前記加速された電子が内部を長手方向に沿って通過する細管部と、前記細管部の内部を通過する電子を磁界によって集束させる磁界レンズ部とを備え、前記ターゲットは、前記細管部の先端部に配置されており、前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの間で最も大きい前記管体部の外径に比べて、前記細管部の長手方向に沿って前記電子発生部から前記ターゲットまでの距離は三倍を超過する長さであることを特徴とする。【０００７】
本発明においては、Ｘ線管は、電子発生部が配置された管体部と、より外径が小さい細管部とを備え、ターゲットは細管部の先端部にあり、電子発生部からターゲットまでの距離は管体部の外径に比べて三倍を超過する長さである。外径が小さい細管部の先端部にターゲットを配置することにより、ターゲットを試料へ近づけることができる。電子発生部からターゲットまでの距離を長くすることにより、サイズの大きい管体部が他の機器に干渉すること無く、ターゲットを試料へ可及的に近づけることができる。【０００８】
本発明に係るＸ線管は、電子を加速させるために前記電子加速部が発生させる電圧は２１ｋＶ以上７０ｋＶ以下であることを特徴とする。【０００９】
本発明においては、電子を加速させる電圧は２１ｋＶ以上７０ｋＶ以下である。これにより、試料に含まれ分析対象となり得るほぼ全ての元素について十分な精度で元素分析を行うための蛍光Ｘ線を試料から発生させることができる。【００１０】
本発明に係るＸ線管は、前記細管部は、高熱伝導材を用いて構成されており、前記細管部の外面は磁性材でコーティングされていることを特徴とする。【００１１】
本発明においては、細管部は高熱伝導材を用いて構成されており、効率良くターゲットからの熱が放熱される。また、細管部の外面は磁性材でコーティングされている。コーティングされた磁性材が磁気シールドとなり、外部磁界によって電子の進路が影響を受けることが無い。【００１２】
本発明に係るＸ線管は、前記磁界レンズ部は、永久磁石を用いて構成されていることを特徴とする。【００１３】
本発明においては、加速させた電子を集束する磁界レンズ部は、永久磁石を用いて構成されている。永久磁石を用いることにより、磁界レンズ部が小型化・軽量化する。また、電磁石を使用するために必要な機構が不要となり、Ｘ線管の構造が簡素化する。【００１４】
本発明に係るＸ線管は、前記ターゲットは、組成の異なる複数の領域を有し、前記磁界レンズ部は、前記複数の領域の内で前記加速された電子が衝突する領域を変更することを特徴とする。【００１５】
本発明においては、ターゲットは組成の異なる複数の領域を有し、Ｘ線管は電子が衝突する領域が変更可能になっている。電子が衝突する領域を変更することによって、Ｘ線管が放射するＸ線のエネルギーが変更され、試料の種類に応じて適切なエネルギーのＸ線を利用することが可能となる。【００１６】
本発明に係るＸ線管は、前記ターゲットは、前記細管部の先端を塞ぐ位置に配置されてあり、前記Ｘ線は、前記ターゲットを通過して外部へ放射され、前記先端部の内径は、前記先端にかけて連続的に減少していることを特徴とする。【００１７】
本発明においては、ターゲットは細管部の先端を塞いでおり、Ｘ線はターゲットを通過してＸ線管の外部へ放射される。細管部の先端部の内径は、先端にかけて連続的に減少している。細管部の先端の正面には、電子が衝突した先端部の内面から発生した蛍光Ｘ線が放出されない領域が存在する。先端部の内面から発生した蛍光Ｘ線が検出されることが抑制され、試料からのＸ線を測定する際のシステムピークが減少する。【００１８】
本発明に係るＸ線管は、前記細管部は、可撓性を有していることを特徴とする。【００１９】
本発明においては、細管部は可撓性を有している。細管部を曲線状にすることが可能となり、曲線状の細管部を用いて試料の所望の部分にターゲットをより近づけることが可能となる。【００２０】
本発明においては、前記先端部の外径は２６ｍｍ以下であることを特徴とする。【００２１】
本発明においては、細管部の先端部の外径が２６ｍｍ以下であり、細管部が十分に細いので、試料が入り組んだ形状を有している場合であっても、試料の所望の部分にターゲットを近づけることが可能となる。【００２２】
本発明に係るＸ線管は、前記電子発生部及び前記電子加速部を稼働させるための電力を蓄電する蓄電部と、前記管体部に着脱可能であり、前記管体部に装着されている場合に、前記管体部及び前記細管部の内部を減圧し、前記蓄電部に給電する着脱ユニットと、前記着脱ユニットが前記管体部から離脱している場合に、前記管体部及び前記細管部の内部が減圧された状態を維持するべく、前記管体部及び前記細管部を封止する封止弁とを更に備えることを特徴とする。【００２３】
本発明においては、管体部に着脱可能な着脱ユニットは、管体部及び細管部の内部を減圧し、Ｘ線管を稼働させるための電力を蓄電する蓄電部に給電する。管体部及び細管部の内部を着脱ユニットによって減圧することができるので、Ｘ線管の構造を、一時的に減圧状態を保つことが可能な程度の簡素な構造とすることができる。着脱ユニットが給電を可能とすることによって、蓄電部を用いることが可能となり、外部からの電力の供給が無い状態でもＸ線管を使用することができる。【００２４】
本発明に係るＸ線検出装置は、本発明に係るＸ線管と、該Ｘ線管から放射されたＸ線を照射された試料から発生するＸ線を検出する検出部と、該検出部の検出結果に基づいた元素分析を行う分析部とを備えることを特徴とする。【００２５】
本発明に係るＸ線検出装置は、前記検出部は、前記試料から発生し、前記試料を透過したＸ線を検出することを特徴とする。【００２６】
本発明においては、Ｘ線管のターゲットを試料へ近づけることができる。これにより、高強度のＸ線を試料へ照射することが可能となり、高強度の蛍光Ｘ線を検出部で検出し、分析部で元素分析を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、Ｘ線管のターゲットを試料へ近づけることにより、高強度のＸ線を試料へ照射することが可能となる。従って、高強度のＸ線の照射に応じた高強度のＸ線が試料から得られ、高強度のＸ線を利用した高精度の元素分析が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１に係るＸ線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】Ｘ線管の内部の構成例を示す模式的断面図である。
【図３】実施形態１に係る細管部の先端部の構成例を示す模式的断面図である。
【図４】実施形態２に係る細管部の先端部の構成例を示す模式的断面図である。
【図５】実施形態３に係る細管部の先端部の構成例を示す模式的断面図である。
【図６】実施形態４に係るターゲットの第１の例を示す模式的平面図である。
【図７】実施形態４に係るターゲットの第２の例を示す模式的平面図である。
【図８】被衝突体を示す模式的斜視図である。
【図９Ａ】永久磁石を用いた実施形態４に係る磁界レンズ部を示す模式的断面図である。
【図９Ｂ】永久磁石を用いた実施形態４に係る磁界レンズ部を示す模式的断面図である。
【図１０】実施形態５に係るＸ線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施形態６に係るＸ線管を示す模式図である。
【図１２】実施形態７に係るＸ線管を示すブロック図である。
【図１３】実施形態８に係るＸ線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施形態８に係るＸ線管の一部を示す模式的断面図である。
【図１５】実施形態８に係るＸ線検出器の例を模式的に示す平面図である。
【図１６】実施形態８に係るＸ線検出器の他の例を模式的に示す平面図である。
【図１７】実施形態９に係るＸ線管の内部の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るＸ線検出装置１０の構成を示すブロック図である。Ｘ線検出装置１０は、例えば蛍光Ｘ線分析装置である。Ｘ線検出装置１０は、Ｘ線を放射するＸ線管１と、試料５が載置される試料台４５と、Ｘ線検出器３とを備えている。Ｘ線検出器３は検出部に対応する。Ｘ線管１が放射したＸ線は試料５へ照射される。Ｘ線を照射された試料５では、蛍光Ｘ線が発生する。Ｘ線検出器３は、試料５から発生した蛍光Ｘ線を検出する。図中には、Ｘ線管１が放射するＸ線及び試料５から発生する蛍光Ｘ線を矢印で示している。Ｘ線検出器３は、検出した蛍光Ｘ線のエネルギーに比例した信号を出力する。Ｘ線管１及びＸ線検出器３の少なくとも一部は、内部が減圧される容器内に配置されていてもよい。Ｘ線検出装置１０は、試料台４５に載置させる方法以外の方法で試料５を保持する形態であってもよい。
【００３０】
Ｘ線検出器３には、出力した信号を処理する信号処理部４２が接続されている。信号処理部４２は、Ｘ線検出器３が出力した各値の信号をカウントし、蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との関係、即ち蛍光Ｘ線のスペクトルを生成する処理を行う。信号処理部４２は、分析部４３に接続されている。分析部４３は、演算を行う演算部及びデータを記憶するメモリを含んで構成されている。信号処理部４２は、生成したスペクトルを示すデータを分析部４３へ出力する。分析部４３は、信号処理部４２からのデータを入力され、入力されたデータが示すスペクトルに基づいて、試料５に含まれる元素の定性分析又は定量分析を行う。分析部４３には、液晶ディスプレイ等の表示部４４が接続されている。表示部４４は、分析部４３による分析結果を表示する。また、表示部４４は、信号処理部４２が生成したスペクトルを表示する。
【００３１】
Ｘ線管１には、Ｘ線管１を動作させるための電力をＸ線管１へ供給する電源部２が接続されている。信号処理部４２、分析部４３及び電源部２は、制御部４１に接続されている。制御部４１は、信号処理部４２、分析部４３及び電源部２の動作を制御する。制御部４１は、使用者の操作を受け付け、受け付けた操作に応じてＸ線検出装置１０の各部を制御する構成であってもよい。また、制御部４１及び分析部４３は同一のコンピュータで構成されていてもよい。
【００３２】
図２は、Ｘ線管１の内部の構成例を示す模式的断面図である。Ｘ線管１は、管体部１１と、管体部１１に連結した細管部１２とを備えている。管体部１１及び細管部１２はいずれも中空管である。細管部１２の外径は管体部１１に比べて小さい。管体部１１は、両端が封止されている。細管部１２の先端部１６にはターゲット１５が設けられている。ターゲット１５は平板状であり、細管部１２の先端を塞ぐ位置に配置されている。管体部１１の一端には、細管部１２の末端が連結されている。管体部１１の他端にはセラミックコネクタ１１０が配置されている。細管部１２の末端は、管体部１１の内部で開口している。このため、管体部１１及び細管部１２は連通しており、管体部１１の内部と細管部１２の内部とは繋がっている。
【００３３】
管体部１１の内部には、電子発生部であるフィラメント１３が配置されている。フィラメント１３は、例えばタングステンを用いて構成されている。フィラメント１３は、電源部２からの電力により、電流が流れ、加熱され、熱電子を放出する。このようにして、フィラメント１３は、電子を発生させる。フィラメント１３は、細管部１２の末端の開口部１８に対向する位置に配置されている。細管部１２及びフィラメント１３は、フィラメント１３と細管部１２の末端の開口部１８とターゲット１５とがほぼ直線状に並ぶように、配置されている。なお、Ｘ線管１は、フィラメント１３以外の電子発生部を備えた形態であってもよい。
【００３４】
管体部１１の内部には、フィラメント１３から発生した電子を加速させる電子加速部１４が配置されている。電子加速部１４は、電源部２からの電力により、電圧を発生させ、電圧によって電子を加速させる。電子加速部１４によってフィラメント１３とターゲット１５との間に発生する電圧を加速電圧とする。フィラメント１３から発生した電子は、加速電圧によって加速され、開口部１８から細管部１２の内部へ侵入し、細管部１２の長手方向に沿って細管部１２の内部を通過し、ターゲット１５へ衝突する。
【００３５】
Ｘ線管１は、磁界レンズ部１７を備えている。磁界レンズ部１７は、磁界を発生し、移動する電子を磁界によって集束させる。磁界レンズ部１７は、細管部１２に設けられており、細管部１２の内部を通過する電子を集束させる。磁界レンズ部１７が電子を集束させることによって、より多くの電子がターゲット１５に衝突するようになる。磁界レンズ部１７は、例えば、リング状に形成された磁石を用いて構成されている。磁界レンズ部１７は、細管部１２の長手方向に沿った一箇所で電子を集束させる形態であってもよく、複数の箇所で電子を集束させる形態であってもよい。
【００３６】
磁界レンズ部１７は、電磁石を用いて構成されることも可能ではあるものの、永久磁石を用いて構成されていることが望ましい。電磁石を用いた場合は、電磁石を動作させるための電源が必要となる。また、電磁石からは熱が発生するので、排熱機構が必要となる。永久磁石を用いた場合は、電源及び排熱機構が不要となり、Ｘ線管１の構造が簡素化し、Ｘ線管１が小型化する。また、永久磁石は電磁石よりも小さく形成することができるので、磁界レンズ部１７が小型化・軽量化する。
【００３７】
ターゲット１５は、加速された電子が衝突することによってＸ線が発生する材料で形成されている。例えば、ターゲット１５は、タングステン又はモリブデンを用いて形成されている。加速された電子がターゲット１５に衝突することによって発生したＸ線は、ターゲット１５を通過してＸ線管１の外部へ放射される。放射されたＸ線は、試料５へ照射される。Ｘ線の照射によって試料５から蛍光Ｘ線が発生し、蛍光Ｘ線はＸ線検出器３で検出され、分析部４３で元素分析が行われる。
【００３８】
細管部１２の内径は３ｍｍ以上であることが望ましい。細管部１２の内径が３ｍｍ以上であれば、細管部１２の内部を十分な量の電子が通過することができる。フィラメント１３の先端からターゲット１５までの最も大きい管体部１１の外径に比べて、フィラメント１３の先端からターゲット１５までの距離は、三倍を超過する長さになっている。また、細管部１２の先端部１６の外径は２６ｍｍ以下である。
【００３９】
セラミックコネクタ１１０は、管体部１１の端を封止している。セラミックコネクタ１１０は、管体部１１内で発生した電子が管体部１１の外部へ漏洩しないように、管体部１１の内部と外部とを絶縁している。高電圧を扱う電源部２に対して絶縁を保つために、セラミックコネクタ１１０にはある程度の大きさが必要である。このため、セラミックコネクタ１１０を内部に配置している管体部１１の外径を小さくすることには限界がある。フィラメント１３からターゲット１５までの距離を大きくすることにより、ターゲット１５が設けられた細管部１２の先端部１６の外径を管体部１１よりも大幅に小さくすることができる。先端部１６の外径が小さいことによって、先端部１６の外径がより大きい場合に比べて、ターゲット１５をより試料５へ近づけることができる。また、管体部１１に連結した細管部１２の先端部１６にターゲット１５を配置してあることにより、サイズの大きい管体部１１がＸ線検出装置１０内の他の部品に干渉すること無く、ターゲット１５を試料５へ可及的に近づけることができる。ターゲット１５はＸ線の発生源であり、Ｘ線の発生源が試料５に近づけることにより、高強度のＸ線を試料５へ照射することが可能となる。高強度のＸ線が試料５へ照射されることにより、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を利用して高精度の元素分析が可能となる。
【００４０】
電子加速部１４が発生させる加速電圧は、２１ｋＶ以上７０ｋＶ以下である。加速電圧を２１ｋＶ以上とすることによって、十分な精度で元素分析を行うための蛍光Ｘ線を試料５から発生させることができる。加速電圧が４０ｋＶ以上である場合は、分析対象となり得るほぼ全ての元素について元素分析が可能になる蛍光Ｘ線を試料５から発生させることができる。このため、加速電圧は４０ｋＶ以上であることが望ましい。加速電圧が７０ｋＶを超過する場合は、元素分析が可能になる元素はほとんど増えないので、加速電圧は７０ｋＶまでで十分である。
【００４１】
ターゲット１５に電子が衝突することにより、熱が発生する。細管部１２は、放熱のために高熱伝導材で構成されていることが望ましい。高熱伝導材は、ターゲット１５が熱によって変質、溶融又は熱分解を起こさない程度に熱伝導率が高い物質である。例えば、高熱伝導材は銅である。細管部１２が高熱伝導材で構成されていることによって、ターゲット１５で発生した熱を素早く放熱させることができる。例えば、水冷機構等の大型の冷却機構を用いなくても、ターゲット１５で発生した熱をスムーズに放熱させることができる。冷却機構が不要であるので、先端部１６を細くすることができる。また、細管部１２の外面は、ニッケルメッキ等の方法により磁性材でコーティングされていることが好ましい。銅等の強磁性を示さない材料で細管部１２が構成されている場合であっても、コーティングされた磁性材が磁気シールドとなり、地磁気等の外部磁界が細管部１２の内部へ侵入することが無い。このため、外部磁界によって電子の進路が影響を受けることが無く、効率的に多くの電子をターゲット１５に衝突させることができる。
【００４２】
図３は、実施形態１に係る細管部１２の先端部１６の構成例を示す模式的断面図である。細管部１２の中心軸を含む面で先端部１６を切断した断面を示す。図中には、細管部１２の中心軸を一点鎖線で示す。平板状のターゲット１５は、細管部１２の先端を塞いでいる。先端部１６の内面はテーパ状になっている。即ち、先端部１６の内径は先端にかけて連続的に減少している。先端部１６の内面の内で内径が連続的に減少している部分をテーパ面１６１とする。図３に示す例では、内径は線形に減少している。即ち、細管部１２の中心軸を含む面内で、テーパ面１６１はターゲット１５の表面に対して直線状に傾いている。図３には、テーパ面１６１の延長面を破線で示している。
【００４３】
細管部１２の内面に電子が衝突した場合は、細管部１２の内面からＸ線が発生する。先端部１６の内面から発生したＸ線は、ターゲット１５を通過してＸ線管１の外部へ放出されることがある。先端部１６の内面から発生したＸ線がＸ線検出器３で検出された場合は、生成される蛍光Ｘ線のスペクトルに、試料５に由来しないピーク、所謂システムピークが含まれることになる。蛍光Ｘ線のスペクトルにシステムピークが含まれることにより、試料５の元素分析が阻害される。
【００４４】
先端部１６にテーパ面１６１が存在することにより、先端部１６の内面から発生したＸ線が放射される範囲が制限される。テーパ面１６１から発生するＸ線は、テーパ面１６１よりも細管部１２の内側へ放出され、テーパ面１６１よりも外側へは放出されない。即ち、細管部１２の中心軸を含む面内では、図３に示す左側のテーパ面１６１の延長面よりも右側のみにＸ線が放出され、延長面よりも左側へは放出されない。同様に、図３に示す右側のテーパ面１６１の延長面よりも左側のみにＸ線が放出され、延長面よりも右側へは放出されない。このため、図３にハッチングで示すように、細管部１２の先端の正面には、先端部１６の内面から発生したＸ線が放出されない領域１６２が存在する。
【００４５】
この領域１６２を利用することによって、先端部１６の内面から発生したＸ線がＸ線検出器３で検出されることを抑制することができる。例えば、領域１６２内に試料台４５が位置するように試料台４５又はＸ線管１の位置を定めておくことによって、先端部１６の内面から発生して試料５又は試料台４５で反射したＸ線がＸ線検出器３へ入射することが抑制される。これにより、システムピークが減少し、試料５の元素分析の精度が向上する。また、Ｘ線検出器３を試料５へ近づけるほど、蛍光Ｘ線の強度が向上するものの、システムピークによる影響がより顕著になる可能性がある。領域１６２内に試料５が位置する状態では、Ｘ線検出器３を試料５へ近づけることによって、蛍光Ｘ線の強度を向上させながらも、システムピークによる影響を抑制し、試料５の元素分析の精度を向上させることができる。細管部１２の中心軸を含む面内でターゲット１５とテーパ面１６１とのなす角１６３は、９０°を超過する角度である。先端部１６の内面から発生したＸ線が放出されない領域１６２を十分に大きくするためには、角１６３は、１２０°以上であることが望ましい。
【００４６】
なお、先端部１６の内径は先端にかけて非線形に減少していてもよい。例えば、細管部１２の中心軸を含む面内で、先端に近いほどターゲット１５の表面に対するテーパ面１６１の角度が大きくなっていてもよい。また、先端部１６の内径が先端にかけて減少する構成は、フィラメント１３からターゲット１５までの距離を大きくして先端部１６の外径を小さくしたＸ線管以外のＸ線管においても適用可能である。例えば試料５へターゲット１５を近づける必要のないＸ線管においても適用可能である。この場合においても、先端部１６の内面から発生したＸ線がＸ線検出器３で検出されることが抑制され、試料５の元素分析の精度が向上する。
【００４７】
実施形態１においては、固定した試料５にＸ線を照射する例を示したが、Ｘ線検出装置１０は、試料５をＸ線で走査する形態であってもよい。例えば、Ｘ線検出装置１０は、試料５を順次移動させるか、又はＸ線の方向を順次変更させることによって、試料５をＸ線で走査してもよい。この形態では、Ｘ線検出装置１０は、試料５上の複数の部分から発生した蛍光Ｘ線を順次検出し、蛍光Ｘ線の検出結果に基づいて、試料５に含まれる元素の分布を生成してもよい。また、Ｘ線管１は、フィラメント１３の先端からターゲット１５までの最も大きい管体部１１の外径に比べて、フィラメント１３の先端からターゲット１５までの距離を、２．５倍以上３倍以下の長さにした構成とすることも可能である。
【００４８】
（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る細管部１２の先端部１６の構成例を示す模式的断面図である。細管部１２の中心軸を含む面で先端部１６を切断した断面を示す。図４には、細管部１２の中心軸を一点鎖線で示す。ターゲット１５は平板状であり、細管部１２の先端を塞いでいる。ターゲット１５の表面は、細管部１２の中心軸に対して、直交しておらず、傾斜している。加速された電子はターゲット１５へ衝突し、発生したＸ線は、ターゲット１５を通過し、Ｘ線管１の外部へ放射される。Ｘ線管１のその他の部分の構成、及びＸ線検出装置１０のＸ線管１以外の部分の構成は、実施形態１と同様である。
【００４９】
図４には、Ｘ線の放射される方向を矢印で示している。Ｘ線は、ターゲット１５の表面に直交する方向へ放射される。より詳しくは、Ｘ線は、ターゲット１５の表面に直交する方向を中心として放射状に放射される。ターゲット１５の表面は、細管部１２の中心軸に対して傾斜しているので、Ｘ線は細管部１２の中心軸と交差する方向へ放射される。
【００５０】
実施形態２においても、ターゲット１５が設けられた細管部１２の先端部１６の外径を管体部１１よりも大幅に小さくすることができる。先端部１６の外径が小さいことによって、ターゲット１５を試料５へ近づけることができる。また、管体部１１がＸ線検出装置１０内の他の部品に干渉すること無く、ターゲット１５を試料５へ近づけることができる。更に、実施形態２では、ターゲット１５の表面が細管部１２の中心軸に対して傾斜しているので、Ｘ線検出装置１０の構造によっては、ターゲット１５を試料５へより近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射されることにより、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を利用して高精度の元素分析が可能となる。
【００５１】
（実施形態３）
図５は、実施形態３に係る細管部１２の先端部１６の構成例を示す模式的断面図である。細管部１２の中心軸を含む面で先端部１６を切断した断面を示す。細管部１２の先端は封止されている。ターゲット１５は、平板状であり、先端部１６の内部（先端部１６に含まれる空洞内）に配置されている。先端部１６の側部には、Ｘ線が通過可能な窓１６４が設けられている。加速された電子はターゲット１５へ衝突し、ターゲット１５の電子が衝突した面から発生したＸ線は、窓１６４を通過し、Ｘ線管１の外部へ放射される。図中では、電子を破線矢印で示し、Ｘ線を直線矢印で示している。Ｘ線管１のその他の部分の構成、及びＸ線検出装置１０のＸ線管１以外の部分の構成は、実施形態１と同様である。
【００５２】
実施形態３においても、ターゲット１５が設けられた細管部１２の先端部１６の外径を管体部１１よりも大幅に小さくすることができる。先端部１６の外径が小さいことによって、ターゲット１５をより試料５へ近づけることができる。また、管体部１１がＸ線検出装置１０内の他の部品に干渉すること無く、ターゲット１５を試料５へ可及的に近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射されることにより、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を利用して高精度の元素分析が可能となる。
【００５３】
（実施形態４）
図６は、実施形態４に係るターゲット１５の第１の例を示す模式的平面図である。ターゲット１５は、平板状であり、電子が衝突すべき複数の衝突領域１５１を含んでいる。複数の衝突領域１５１は、互いに組成が異なっている。例えば、複数の衝突領域１５１は異なる種類の元素からなる。複数の衝突領域１５１の組成が異なっているので、衝突領域１５１に電子が衝突したときに発生する電子のエネルギーは衝突領域１５１によって異なる。図６には、ターゲット１５が二個の衝突領域１５１を有する例を示したが、ターゲット１５は三個以上の衝突領域１５１を有していてもよい。
【００５４】
図７は、実施形態４に係るターゲット１５の第２の例を示す模式的平面図である。ターゲット１５の面上には、電子が衝突すべき被衝突体１５３が設けられている。図８は、被衝突体１５３を示す模式的斜視図である。被衝突体１５３は、多面体であり、複数の衝突面１５２を有する。被衝突体１５３は、衝突面１５２に電子が衝突するような位置に配置されている。複数の衝突面１５２は、互いに組成が異なっている。例えば、複数の衝突面１５２は異なる種類の元素からなる。複数の衝突面１５２の組成が異なっているので、衝突面１５２に電子が衝突したときに発生する電子のエネルギーは衝突面１５２によって異なる。図７には、被衝突体１５３が四個の衝突面１５２を有する例を示したが、被衝突体１５３は三個の衝突面１５２を有していてもよく、五個以上の衝突面１５２を有していてもよい。
【００５５】
磁界レンズ部１７は、加速された電子の進路を変更することができるようになっている。例えば、磁界レンズ部１７は、複数の電磁石を用いて構成されており、制御部４１によりいずれの電磁石を稼働させるかを制御される。磁界レンズ部１７は、稼働させる電磁石を選択することにより、電子を集束させると共に電子の進路を調整し、何れの衝突領域１５１又は衝突面１５２に電子を衝突させるのかを選択する。
【００５６】
磁界レンズ部１７は永久磁石を用いて構成されていてもよい。図９Ａ及び図９Ｂは、永久磁石を用いた実施形態４に係る磁界レンズ部１７を示す模式的断面図である。細管部１２の中心軸に交差する面で磁界レンズ部１７及び細管部１２を切断した断面を示す。磁界レンズ部１７は、細管部１２の外側に配置されており、細管部１２を両側から挟むように二つの永久磁石が配置されている。また、磁界レンズ部１７は、永久磁石の位置を変更することができる構成になっている。図９Ａには、図中で横方向に二つの永久磁石が並んだ状態を示し、図９Ｂには、図中で縦方向に二つの永久磁石が並んだ状態を示す。永久磁石の位置を変更することにより、電子の進路が変更され、電子が衝突する衝突領域１５１又は衝突面１５２が変更される。磁界レンズ部１７は、単一の永久磁石を用いていてもよく、三個以上の永久磁石を用いていてもよい。また、磁界レンズ部１７は、細管部１２の長手方向に永久磁石の位置を変更することにより電子の進路を調整してもよい。磁界レンズ部１７は、永久磁石の位置を手動で変更することができる構成であってもよい。磁界レンズ部１７が細管部１２の外側に配置されている場合、少なくとも、細管部１２の外面の磁界レンズ部１７が配置される部分には、磁性材によるコーティングは設けられていない。Ｘ線管１のその他の部分の構成、及びＸ線検出装置１０のＸ線管１以外の部分の構成は、実施形態１〜３の何れかと同様である。
【００５７】
以上のように、実施形態４では、Ｘ線管１は、電子が衝突する衝突領域１５１又は衝突面１５２を変更することができる。電子が衝突する衝突領域１５１又は衝突面１５２を変更することによって、Ｘ線管１が放射するＸ線のエネルギーが変更される。Ｘ線を利用した分析を行う際に、試料５の種類に応じて適切なエネルギーのＸ線を利用することが可能となる。試料５の種類に応じて、適切なエネルギーのＸ線を試料５へ照射することが可能となり、適切な分析を行うことが可能となる。
【００５８】
（実施形態５）
図１０は、実施形態５に係るＸ線検出装置１０の構成を示すブロック図である。Ｘ線管１の構成は、実施形態１〜４の何れかと同様である。Ｘ線管１は、Ｘ線検出器３に対する位置を変更可能であり、細管部１２の先端を試料５へ近接させるようになっている。実施形態１と同様に、Ｘ線検出装置１０は、電源部２、Ｘ線検出器３、制御部４１、信号処理部４２、分析部４３及び表示部４４を備えている。Ｘ線管１及び電源部２と、Ｘ線検出器３、制御部４１、信号処理部４２、分析部４３及び表示部４４とは分離していてもよい。この場合、Ｘ線管１及び電源部２は、制御部４１とは異なる制御部によって制御される。
【００５９】
Ｘ線検出装置１０は、例えば、モバイル型のＸ線検出装置１０である。文化財等の試料５は、入り組んだ形状を有していることがある。例えば、試料５は、配管又は壺である。Ｘ線管１は、管体部１１よりも外径が小さい細管部１２を有し、細管部１２の先端部１６にターゲット１５が設けられている。管体部１１の外径に比べたフィラメント１３からターゲット１５までの距離が三倍以下の長さである場合は、細管部１２よりも太い管体部１１が試料５に衝突し、試料５の所望の部分にターゲット１５を近接させることが困難になることがある。この場合は、試料５の所望の部分にＸ線を照射することが困難となり、試料５の所望の部分の分析が困難となる。
【００６０】
実施形態５では、フィラメント１３からターゲット１５までに最も大きい管体部１１の外径に比べて、フィラメント１３からターゲット１５までの距離が三倍を超過する長さになるように、細管部１２は長くなっている。細管部１２が細長くなっているので、図１０に示すように、入り組んだ形状を有する試料５の内部に細管部１２を差し込んで、試料５の所望の部分にターゲット１５を近接させることができる。このため、試料５が入り組んだ形状を有している場合であっても、試料５の所望の部分にＸ線管１からＸ線を照射することができる。Ｘ線を照射された試料５からは蛍光Ｘ線が発生し、Ｘ線検出器３が蛍光Ｘ線を検出し、試料５の所望の部分の分析が行われる。
【００６１】
以上のように、実施形態５においては、試料５が入り組んだ形状を有している場合であっても、試料５の所望の部分にターゲット１５を近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射されることにより、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を利用して高精度の元素分析が可能となる。また、試料５を非破壊で分析することが可能となる。
【００６２】
また、実施形態５に係るモバイル型のＸ線検出装置１０は、実施形態４と同様に、ターゲット１５が複数の衝突領域１５１を含んでいる形態であってもよい。モバイル型のＸ線検出装置１０は、文化財等の試料５が存在する現場で種々の種類の試料５の測定に用いられることが想定される。試料５の種類に応じて、使用する衝突領域１５１を変更することにより、試料５に含まれる元素に適切なエネルギーのＸ線を利用することが可能となる。このため、現場において、多様な試料５について適切な分析を行うことが可能となる。
【００６３】
（実施形態６）
図１１は、実施形態６に係るＸ線管１を示す模式図である。細管部１２は、可撓性を有しており、直線状の形状に限らず、曲線状の形状を有することができる。細管部１２は、可撓管を用いて構成されている。例えば、可撓管は、帯状の金属を螺旋状に巻いた螺旋管と、螺旋管を覆う樹脂とを用いて構成されている。
【００６４】
磁界レンズ部１７は、曲線状の細管部１２の中を電子が通過できるように電子の進路を調整する構成になっている。例えば、磁界レンズ部１７は、細管部１２の長手方向に沿った複数箇所に磁石を配置してなり、細管部１２が曲線状になっている状態であっても、電子をターゲット１５へ導くようになっている。また、例えば、磁界レンズ部１７は、実施形態４と同様に、加速された電子の進路を変更することができるようになっており、ターゲット１５まで電子が曲線状の細管部１２の中を通過するように電子の進路を調整する。Ｘ線管１のその他の部分の構成は実施形態１〜５の何れかと同様であり、Ｘ線検出装置１０のＸ線管１以外の部分の構成は実施形態５と同様である。
【００６５】
実施形態６においては、試料５が入り組んだ形状を有している場合であっても、細管部１２を曲線状にすることによって、試料５の所望の部分にターゲット１５をより近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射されることにより、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を利用して高精度の元素分析が可能となる。また、試料５を非破壊で分析することが可能となる。
【００６６】
（実施形態７）
図１２は、実施形態７に係るＸ線管１を示すブロック図である。Ｘ線管１は、管体部１１及び細管部１２の内部を減圧された状態に保つべく管体部１１及び細管部１２を封止する封止弁１９を有している。電源部２は、二次電池を用いた蓄電部２１を有している。電源部２は、蓄電部２１に蓄電された電力を利用して、Ｘ線管１へ電力を供給する。
【００６７】
管体部１１には、着脱ユニット６が着脱可能になっている。着脱ユニット６は、装着時に封止弁１９に連結される減圧部６１を有している。減圧部６１は、真空ポンプを含んでおり、管体部１１及び細管部１２の内部を減圧することができる。着脱ユニット６が管体部１１に装着された場合に、封止弁１９が開放され、減圧部６１は、封止弁１９を介して管体部１１及び細管部１２の内部と連通する。この状態で、減圧部６１は、動作し、管体部１１及び細管部１２の内部を減圧する。管体部１１及び細管部１２の内部が十分に減圧された状態で、封止弁１９が閉鎖され、着脱ユニット６が離脱する。Ｘ線管１は、着脱ユニット６が離脱した状態で動作する。
【００６８】
また、着脱ユニット６は、装着時に蓄電部２１に対して給電を行う給電部６２を有している。着脱ユニット６が管体部１１に装着された場合、給電部６２は電源部２に接続される。給電部６２は、蓄電部２１へ給電を行い、蓄電部２１は充電される。電源部２は、着脱ユニット６が離脱した状態で動作する。Ｘ線管１のその他の部分の構成は実施形態１〜６の何れかと同様であり、Ｘ線検出装置１０のＸ線管１及び電源部２以外の部分の構成は実施形態５又は６と同様である。
【００６９】
実施形態７では、Ｘ線管１は、管体部１１及び細管部１２の内部を着脱ユニット６によって減圧することができるので、減圧状態を長期にわたって維持する必要が無い。このため、Ｘ線管１の構造を、短期間減圧状態を保つことが可能な程度の簡素な構造とすることができる。封止弁１９の構造も、短期間減圧状態を保つことが可能な程度の簡素な構造とすることができる。従って、Ｘ線管１の軽量化及び低コスト化が可能となる。
【００７０】
また、着脱ユニット６が給電を可能とすることによって、電源部２が蓄電部２１を用いることができる。蓄電部２１を用いることによって、外部からの電力の供給が無い状態でもＸ線管１を使用することができる。このため、Ｘ線管１及びＸ線検出装置１０をモバイル型とすることができる。Ｘ線管１又はＸ線検出装置１０をモバイル型とすることによって、試料５に対してＸ線管１を可及的に近づけることができる。更に、着脱ユニット６は管体部１１及び細管部１２の内部の減圧と蓄電部２１への給電を同時に行うことができる。このため、Ｘ線管１を動作可能にするための作業を短時間で完了することが可能である。
【００７１】
（実施形態８）
実施形態１〜７では、Ｘ線管１とＸ線検出器３とが分離している形態を示した。高精度及び高速応答の蛍光Ｘ線分析を行うためには、Ｘ線管１及びＸ線検出器３の両方を試料５へ近づけることが望ましい。しかし、試料５が入り組んだ形状を有している場合、Ｘ線管１及びＸ線検出器３の両方を試料５へ近づけることが困難なことがある。実施形態８では、Ｘ線管１とＸ線検出器３とが一体になった形態を示す。
【００７２】
図１３は、実施形態８に係るＸ線検出装置１０の構成を示すブロック図である。Ｘ線管１は、管体部１１を備える。管体部１１内には、電子発生部であるフィラメント１３と、電子加速部１４と、ターゲット１５と、Ｘ線検出器３とが配置されている。Ｘ線管１には、電源部２が接続されている。電源部２は、電力をＸ線管１へ供給する。また、Ｘ線管１には、信号処理部４２が接続されている。フィラメント１３は電子を発生させ、電子加速部１４は電子を加速する。加速された電子はターゲット１５に衝突し、ターゲット１５からＸ線が発生する。
【００７３】
図１４は、実施形態８に係るＸ線管１の一部を示す模式的断面図である。管体部１１は、Ｘ線透過部１１１を有している。管体部１１の一部がＸ線を透過させる物質で構成されており、Ｘ線透過部１１１になっている。例えば、Ｘ線透過部１１１は、ベリリウムで構成されている。Ｘ線透過部１１１は、管体部１１の側部に設けられている。ターゲット１５から発生したＸ線は、Ｘ線透過部１１１を透過してＸ線管１の外部へ放射され、試料５へ照射される。図１４では、ターゲット１５へ衝突する電子の軌跡を一点鎖線で示し、ターゲット１５から発生するＸ線を実線矢印で示す。
【００７４】
Ｘ線検出器３は、ターゲット１５とＸ線透過部１１１との間の位置に配置されている。Ｘ線検出器３は、板状であり、貫通孔３４が形成されている。Ｘ線検出器３は、ターゲット１５から発生したＸ線の光軸が貫通孔３４を通過するような位置に配置されている。これにより、ターゲット１５から発生したＸ線は、貫通孔３４を通過し、Ｘ線透過部１１１を透過し、Ｘ線管１の外部にある試料５へ照射される。Ｘ線を照射された試料５では、蛍光Ｘ線が発生する。図１４では、蛍光Ｘ線を破線矢印で示す。
【００７５】
Ｘ線検出器３は、放射線検出素子３１と、冷却部３２と、シールド部３３とを有している。放射線検出素子３１は、放射線を検出する半導体素子であり、例えば、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）である。放射線検出素子３１は、ＳＤＤ以外の素子であってもよい。冷却部３２は、放射線検出素子３１を冷却する素子であり、例えば、ペルチェ素子である。シールド部３３は、ターゲット１５からのＸ線が放射線検出素子３１へ入射することを妨害する。シールド部３３は、ターゲット１５に対向する位置に配置されており、放射線検出素子３１は、Ｘ線透過部１１１に対向する位置に配置されている。このように、Ｘ線検出器３は、Ｘ線透過部１１１を透過した外部からのＸ線が放射線検出素子３１へ入射する位置に配置されている。試料５で発生した蛍光Ｘ線は、Ｘ線透過部１１１を透過し、放射線検出素子３１へ入射する。Ｘ線検出器３は、入射した蛍光Ｘ線を検出する。
【００７６】
Ｘ線管１には、信号処理部４２が接続されている。信号処理部４２は、Ｘ線管１内のＸ線検出器３に接続されている。信号処理部４２は、Ｘ線検出器３が出力した信号を受け付け、信号処理部４２が検出した蛍光Ｘ線のスペクトルを生成する。信号処理部４２は、分析部４３に接続されている。分析部４３は、蛍光Ｘ線のスペクトルに基づいて、試料５の元素分析を行う。分析部４３には、表示部４４が接続されている。信号処理部４２、分析部４３及び電源部２は、制御部４１に接続されている。
【００７７】
図１５は、実施形態８に係るＸ線検出器３の例を模式的に示す平面図である。放射線検出素子３１は、円環状の形状を有し、貫通孔３４が形成されている。Ｘ線検出器３は、ターゲット１５から発生するＸ線の光軸３５が貫通孔３４を通過するように、配置されている。Ｘ線検出器３がこのような構成になっていることにより、ターゲット１５からのＸ線はＸ線管１の外部へ放射され、Ｘ線透過部１１１を透過した外部からの蛍光Ｘ線を効率的にＸ線検出器３で検出することができる。また、このような構成により、ターゲット１５と、Ｘ線検出器３と、Ｘ線透過部１１１とを近接させた配置が可能となり、Ｘ線管１のサイズが小さくなる。なお、放射線検出素子３１は、八角環等の角環状の形状を有していてもよい。また、放射線検出素子３１は、環の一部が繋がっていない形状を有していてもよい。
【００７８】
図１６は、実施形態８に係るＸ線検出器３の他の例を模式的に示す平面図である。図１６に示す例では、Ｘ線検出器３は、複数の放射線検出素子３１を有している。Ｘ線検出器３は一体でなくてもよい。複数の放射線検出素子３１は、ターゲット１５から発生するＸ線の光軸３５の周囲に配置されている。この例においても、ターゲット１５からのＸ線はＸ線管１の外部へ放射され、Ｘ線透過部１１１を透過した外部からの蛍光Ｘ線を効率的にＸ線検出器３で検出することができる。図１６には、放射線検出素子３１の数が四個である例を示したが、放射線検出素子３１の数は四個以外であってもよい。図１６には、放射線検出素子３１の形状が矩形である例を示したが、放射線検出素子３１の形状は、円形等、矩形以外の形状であってもよい。
【００７９】
図１３に示すように、Ｘ線管１は、入り組んだ形状を有している配管等の試料５へ近接することができる。特に、試料５の所望の部分にＸ線透過部１１１を近接させることができる。このため、試料５の所望の部分にターゲット１５及びＸ線検出器３の両方を近づけることができる。Ｘ線管１とＸ線検出器３とが分離した形態では、試料５が入り組んだ形状を有している場合、Ｘ線管１及びＸ線検出器３の両方を試料５へ近づけることが困難なことがある。実施形態８では、Ｘ線管１のみを試料５へ近づけるだけで、Ｘ線の発生源及び蛍光Ｘ線の検出部の両方を試料５へ近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射され、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を効率的に検出することができる。このため、高精度の元素分析が可能となる。また、高強度の蛍光Ｘ線を効率的に検出して元素分析を行うことができるので、精度を高く保ちながら元素分析の応答速度を速くすることができる。このように、試料５が入り組んだ形状を有している場合であっても、高精度及び高速応答の元素分析を行うことが可能となる。また、試料５を非破壊で分析することが可能となる。
【００８０】
（実施形態９）
図１７は、実施形態９に係るＸ線管１の内部の構成を示す模式的断面図である。管体部１１の先端部分の一部が開口し、開口した部分を塞いでターゲット１５が配置されている。ターゲット１５は、平板状であり、管体部１１の開口した部分にはめ込まれている。ターゲット１５の周囲には、Ｘ線透過部１１１が配置されている。Ｘ線透過部１１１は、管体部１１の先端部分の一部をなしている。管体部１１内には、電子発生部であるフィラメント１３と、電子加速部１４と、Ｘ線検出器３とが配置されている。
【００８１】
Ｘ線検出器３は、Ｘ線透過部１１１の近傍に配置されている。Ｘ線検出器３は、板状であり、貫通孔３４が形成されている。Ｘ線検出器３は、ターゲット１５へ衝突する電子の光軸が貫通孔３４を通過するような位置に配置されている。フィラメント１３から発生した電子は、電子加速部１４により加速され、貫通孔３４を通過し、ターゲット１５へ衝突する。電子の衝突によりターゲット１５からＸ線が発生し、発生したＸ線は、ターゲット１５を透過してＸ線管１の外部へ放射され、試料５へ照射される。図１７では、ターゲット１５へ衝突する電子の軌跡を一点鎖線で示し、ターゲット１５から発生するＸ線を実線矢印で示す。
【００８２】
Ｘ線を照射された試料５では、蛍光Ｘ線が発生する。蛍光Ｘ線は、Ｘ線透過部１１１を透過し、Ｘ線検出器３へ入射する。Ｘ線検出器３は、入射した蛍光Ｘ線を検出する。図１７では、蛍光Ｘ線を破線矢印で示す。Ｘ線検出装置１０のＸ線管１以外の部分の構成は実施形態８と同様である。
【００８３】
実施形態９においても、Ｘ線管１は、入り組んだ形状を有している試料５へ近接することができる。特に、試料５の所望の部分に管体部１１の先端を近づけることにより、試料５の所望の部分にターゲット１５及びＸ線検出器３の両方を近づけることができる。高強度のＸ線が試料５へ照射され、高強度の蛍光Ｘ線が発生し、高強度の蛍光Ｘ線を効率的に検出することができ、高精度の元素分析が可能となる。このように、試料５が入り組んだ形状を有している場合であっても、高精度の元素分析が可能となる。また、試料５を非破壊で分析することが可能となる。
【００８４】
なお、Ｘ線検出器３は、複数の放射線検出素子３１を有し、複数の放射線検出素子３１はターゲット１５へ衝突する電子の光軸の周囲に配置されている形態であってもよい。この形態においても、電子はターゲット１５へ衝突し、ターゲット１５からのＸ線はＸ線管１の外部へ放射され、Ｘ線透過部１１１を透過した外部からの蛍光Ｘ線をＸ線検出器３で検出することができる。
【００８５】
なお、以上の実施形態１〜９においては、Ｘ線をエネルギー別に分離して検出するエネルギー分散型の形態を示したが、Ｘ線検出装置１０は、Ｘ線を波長別に分離して検出する波長分散型の形態であってもよい。また、実施形態１〜９においては、蛍光Ｘ線を検出する形態を示したが、Ｘ線検出装置１０は、蛍光Ｘ線以外のＸ線を検出する形態であってもよい。例えば、Ｘ線検出装置１０は、試料５を透過した透過Ｘ線、又は回折Ｘ線を検出する形態であってもよい。
【００８６】
本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８７】
（付記１）
電子発生部と、前記電子発生部が発生させた電子が衝突することによってＸ線を発生させるターゲットと、内部に前記電子発生部及び前記ターゲットが配置された管体部とを備えるＸ線管において、
前記管体部の内部に配置されたＸ線検出器を備え、
前記管体部は、Ｘ線が透過するＸ線透過部を有し、
前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線透過部を透過した外部からのＸ線が入射する位置に配置されていること
を特徴とするＸ線管。
【００８８】
（付記２）
前記Ｘ線検出器は、板状であり、貫通孔を有し、前記ターゲットから発生するＸ線の光軸が前記貫通孔を通過するような位置に配置されていること
を特徴とする付記１に記載のＸ線管。
【００８９】
（付記３）
前記Ｘ線検出器は、複数のＸ線検出素子を有し、
前記複数のＸ線検出素子は、前記ターゲットから発生するＸ線の光軸の周囲に配置されていること
を特徴とする付記１に記載のＸ線管。
【００９０】
（付記４）
前記ターゲットから発生するＸ線は、前記Ｘ線透過部を透過して外部へ放射され、
前記Ｘ線検出器は、外部へ放射されＸ線を照射された試料から発生して前記Ｘ線透過部を透過したＸ線を検出すること
を特徴とする付記１乃至３のいずれか一つに記載のＸ線管。
【００９１】
（付記５）
前記ターゲットは、前記管体部の開口した部分を塞ぐ位置に配置され、
前記Ｘ線透過部は、前記ターゲットの周囲に配置され、
前記Ｘ線検出器は、板状であり、貫通孔を有し、前記ターゲットへ衝突する電子の光軸が前記貫通孔を通過するような位置に配置されていること
を特徴とする付記１に記載のＸ線管。
【００９２】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか一つに記載のＸ線管と、
該Ｘ線管に含まれるＸ線検出器の検出結果に基づいた元素分析を行う分析部と
を備えることを特徴とするＸ線検出装置。
【符号の説明】
【００９３】
１  Ｘ線管
１０  Ｘ線検出装置
１１  管体部
１１１  Ｘ線透過部
１２  細管部
１３  フィラメント（電子発生部）
１４  電子加速部
１５  ターゲット
１５１  衝突領域
１６  先端部
１７  磁界レンズ部
１９  封止弁
１１０  セラミックコネクタ
２  電源部
２１  蓄電部
３  Ｘ線検出器（検出部）
３１  放射線検出素子
３２  冷却部
３３  シールド部
３４  貫通孔
５  試料
６  着脱ユニット
６１  減圧部
６２  給電部
【図１】
2020122257.tif 000003
【図２】
2020122257.tif 000004
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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