KR101067100B1

KR101067100B1 - Fluorescence X-ray Analyzer

Info

Publication number: KR101067100B1
Application number: KR1020067001310A
Authority: KR
Inventors: 고오시 스미이; 고오이찌 아오야기
Original assignee: 가부시키가이샤 리가쿠
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: KR20060060660A; WO2005024407A1; CN1836156A; JPWO2005024407A1; CN100578205C; JP3962075B2

Abstract

본 발명의 과제는 불활성 가스 분위기에 있는 시료를 분석하는 형광 X선 분석 장치에 있어서, 분광실은 불활성 가스로 치환하지 않게 되는 동시에 시료실과 연통하지 않고, 또한 충분한 강도의 2차 X선을 얻을 수 있고, 게다가 격벽이 긴 수명인 장치를 제공하는 것이다. 시료(4)가 수납되는 시료실(1)과, 시료(4)에 1차 X선(6)을 조사하는 X선원(7)이 수납되어 상기 시료실(1)과 연통하는 조사실(2)과, 시료(4)로부터 발생하는 2차 X선(8)을 분광하여 검출하는 검출 수단(9)이 수납되는 분광실(3)과, 상기 조사실(2)과 분광실(3)을 구획하도록 배치되어 상기 2차 X선(8)을 통과시키는 격벽(10)을 구비하고, 상기 시료실(1) 및 조사실(2)이 불활성 가스로 치환되는 동시에, 상기 분광실(3)이 진공 배기된다. The problem of the present invention is that in a fluorescent X-ray analyzer for analyzing a sample in an inert gas atmosphere, the spectroscopy chamber is not replaced with an inert gas and does not communicate with the sample chamber, and a secondary X-ray of sufficient intensity can be obtained. Furthermore, the bulkhead provides a device with a long service life. The sample chamber 1 in which the sample 4 is accommodated, and the irradiation chamber 2 in which the X-ray source 7 irradiating the primary X-ray 6 to the sample 4 is stored and in communication with the sample chamber 1. And a spectroscopic chamber 3 in which the detection means 9 for spectroscopically detecting and detecting the secondary X-ray 8 generated from the sample 4 is partitioned, and the irradiation chamber 2 and the spectroscopic chamber 3 are partitioned. A partition wall 10 arranged to pass the secondary X-ray 8, the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 are replaced with an inert gas, and the spectroscopic chamber 3 is evacuated. .

시료실, 조사실, 분광실, 시료, 격벽 Sample room, irradiation room, spectroscopy room, sample, partition

Description

Fluorescence X-ray analyzer {FLUORESCENT X-RAY ANALYZER}

본 발명은 불활성 가스 분위기에 있는 시료를 분석하는 형광 X선 분석 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzing apparatus for analyzing a sample in an inert gas atmosphere.

종래, 시료가 수납되는 시료실과, 시료에 1차 X선을 조사하는 X선원(X-ray source)이 수납되는 조사실(진공관실이라고도 불림)과, 시료로부터 발생하는 2차 X선을 분광하여 검출하는 검출 수단이 수납되는 분광실을 구비한 형광 X선 분석 장치가 있다. 이러한 형광 X선 분석 장치에서 액체 시료나 분체 시료를 분석하는 경우에는 시료가 비산하지 않도록, 또한 X선의 감쇠가 적도록 연통하는 시료실, 조사실 및 분광실 전부를 헬륨 등의 불활성 가스로 치환하고 있지만, 이하와 같은 문제가 있다. Conventionally, a sample chamber in which a sample is stored, an irradiation chamber (also called a vacuum tube chamber) in which an X-ray source irradiates primary X-rays to a sample is stored, and secondary X-rays generated from the sample are spectroscopically detected. There is a fluorescence X-ray analyzer equipped with a spectroscopic chamber in which the detection means is stored. When analyzing a liquid sample or a powder sample in such a fluorescent X-ray analyzer, all of the sample chambers, irradiation chambers, and spectroscopy chambers are replaced with inert gas such as helium so that the samples do not scatter and the X-rays are attenuated. The following problems exist.

제1로, 불활성 가스로 치환해야 하는 용량이 크기 때문에 치환에 장시간을 필요로 하는 동시에 불활성 가스의 소비량이 많다. 제2로, 불활성 가스가 헬륨인 경우, 분광실 내의 신틸레이션 카운터의 광전자증배관(photomultiplier)에 헬륨이 침입하여 S/N비나 분해능이 악화된다. 제3으로, 분광실 내의 가스 플로우형 비례 계수관으로부터 PR 가스가 누출되어 불활성 가스 분위기에 혼입되면, X선의 감쇠가 커져 안정된 분석을 할 수 없다. 제4로, 불활성 가스의 누설이 있는 경우에는, 각 실을 관통하는 각종 구동축의 밀봉부를 모두 점검해야만 한다. 제5로, 시료실에서 액체 시료나 분체 시료의 비산 사고가 만일 발생하면, 오염이 분광실까지 확산되어 복구에 장시간이 필요할 우려가 있다. First, since the capacity to be replaced with an inert gas is large, a long time is required for the replacement, and a large amount of inert gas is consumed. Secondly, when the inert gas is helium, helium penetrates into the photomultiplier of the scintillation counter in the spectroscopy chamber and the S / N ratio and resolution deteriorate. Third, when the PR gas leaks from the gas flow proportional counter tube in the spectroscopic chamber and enters the inert gas atmosphere, the attenuation of the X-ray becomes large and stable analysis cannot be performed. Fourthly, when there is a leak of inert gas, it is necessary to check all sealing portions of various drive shafts passing through the chambers. Fifthly, if an accident of scattering of a liquid sample or a powder sample occurs in the sample chamber, contamination may spread to the spectrometer chamber and a long time may be required for recovery.

이에 대해, 시료가 수납되는 시료실과, X선원 및 검출기가 수납되는 측정실과, 시료실과 측정실을 구획하도록 배치되어 X선을 통과시키는 격벽을 구비하고, 시료실을 대기 분위기 및 측정실을 진공 분위기로서 분석을 행하는 형광 X선 분석 장치가 있다(일본 특허 공개 2002-303593호 공보 참조). 이 장치의 측정실을 상기 조사실 및 분광실이라 판단하면, 상기 제1 내지 제5 문제에 대해서는 개선되어 있다. On the other hand, a sample chamber in which a sample is housed, a measurement chamber in which an X-ray source and a detector are housed, and partition walls arranged to partition the sample chamber and the measurement chamber are configured to pass X-rays, and the sample chamber is analyzed as an atmospheric atmosphere and a measurement chamber as a vacuum atmosphere. There is a fluorescence X-ray analyzing apparatus that performs (see Japanese Patent Laid-Open No. 2002-303593). When the measurement chamber of this apparatus is judged as the said irradiation chamber and the spectroscopy chamber, the said 1st-5th problem is improved.

그러나, 이 장치에서는 1차 X선 및 2차 X선 모두 격벽을 통과하기 때문에 감쇠가 크고, 또한 충분한 강도의 2차 X선을 얻을 수 없다. 또한, 격벽에 있어서 X선이 통과하는 부분인 격벽막이 고분자막인 경우, 1차 X선과 같은 강력한 X선이 조사되면 단기간에 열화되어 파손될 우려도 있다. However, in this apparatus, since both primary and secondary X-rays pass through the partition wall, attenuation is large and secondary X-rays of sufficient strength cannot be obtained. Moreover, when the partition film which is the part which X-rays pass through in a partition is a polymer film, when strong X-rays, such as a primary X-ray, are irradiated, it may deteriorate and be damaged in a short time.

본 발명은 상기 종래의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 불활성 가스 분위기에 있는 시료를 분석하는 형광 X선 분석 장치에 있어서, 분광실은 불활성 가스로 치환하지 않게 되는 동시에 시료실과 연통하지 않고, 또한 충분한 강도의 2차 X선을 얻을 수 있고, 게다가 격벽이 긴 수명의 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and in the fluorescent X-ray analyzing apparatus for analyzing a sample in an inert gas atmosphere, the spectroscopic chamber is not replaced with an inert gas and does not communicate with the sample chamber and has a sufficient intensity of 2 A car X-ray can be obtained, and a partition is aimed at providing the device of long lifetime.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 형광 X선 분석 장치는 시료가 수납되는 시료실과, 시료에 1차 X선을 조사하는 X선원이 수납되어 상기 시료실과 연통하는 조사실과, 시료로부터 발생하는 2차 X선을 분광하여 검출하는 검출 수단이 수납되는 분광실과, 상기 조사실과 분광실을 구획하도록 배치되어 상기 2차 X선을 통과시키는 격벽을 구비하고 있다. 그리고, 상기 시료실 및 조사실이 불활성 가스로 치환되는 동시에 상기 분광실이 진공 배기된다. In order to achieve the above object, the fluorescence X-ray analyzing apparatus according to the present invention includes a sample chamber in which a sample is stored, an irradiation chamber in which an X-ray source for irradiating primary X-rays to the sample is received and in communication with the sample chamber, and generated from the sample. A spectroscopic chamber in which the detection means for spectroscopically detecting the secondary X-rays is housed, and a partition wall arranged to partition the irradiation chamber and the spectroscopy chamber, pass through the secondary X-rays. The sample chamber and the irradiation chamber are replaced with an inert gas and the spectroscopic chamber is evacuated.

본 발명에 따르면, 조사실과 분광실이 2차 X선을 통과시키는 격벽으로 구획되고, 시료실 및 조사실이 불활성 가스로 치환되는 동시에 분광실이 진공 배기되므로, 불활성 가스 분위기에 있는 시료를 분석하는 데 있어서 분광실은 불활성 가스로 치환하지 않게 되는 동시에 시료실과 연통하지 않는다. 따라서, 상기 제1 내지 제5 문제가 해결된다. 또한, 1차 X선 및 2차 X선의 감쇠에 대해서는, 격벽을 통과시키는 것은 2차 X선뿐이기 때문에 충분히 작고, 따라서 충분한 강도의 2차 X선을 얻을 수 있는 동시에, 격벽이 1차 X선의 조사를 위해 열화 및 파손될 우려도 없다. According to the present invention, since the irradiation chamber and the spectroscopy chamber are partitioned by a partition wall for passing secondary X-rays, the sample chamber and the irradiation chamber are replaced with an inert gas, and the spectroscopy chamber is evacuated, thereby analyzing a sample in an inert gas atmosphere. Thus, the spectroscopic chamber is not replaced with an inert gas and does not communicate with the sample chamber. Thus, the first to fifth problems are solved. In addition, the attenuation of the primary X-ray and the secondary X-ray is sufficiently small because only the secondary X-rays pass through the partition wall, so that the secondary X-rays of sufficient intensity can be obtained, and the partition wall is irradiated with the primary X-rays. There is no risk of deterioration and breakage.

본 발명에 있어서는, 상기 격벽이 개폐 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하고, 상기 검출 수단의 시야를 제한하는 시야 제한 슬릿을 복수개 갖고 교환하는 시야 제한 슬릿 교환 기구를 구비하고, 그 시야 제한 슬릿 교환 기구가 상기 격벽의 개폐 기구를 겸하고 있는 것이 더 바람직하다. In this invention, it is preferable that the said partition is arrange | positioned so that opening and closing is possible, It is provided with the visual field restriction slit exchange mechanism which replaces and replaces with several plural visual field restriction slits which limit the visual field of the said detection means, The visual field restriction slit exchange mechanism is It is more preferable to serve as the opening / closing mechanism of the partition.

도1은 본 발명의 일 실시 형태인 형광 X선 분석 장치의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a fluorescence X-ray analyzer according to one embodiment of the present invention.

도2는 도1의 격벽 근방의 확대 단면도이다. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the partition of FIG.

도3은 도2의 Ⅲ방향 화살표도이다. FIG. 3 is a III-direction arrow diagram of FIG. 2.

도4a는 격벽이 개방된 상태에 있어서의 도3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다. Fig. 4A is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 3 with the partition walls open.

도4b는 격벽이 폐쇄된 상태에 있어서의 도3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다. 4B is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 in a state where the partition wall is closed.

이하, 본 발명의 일 실시 형태인 형광 X선 분석 장치에 대해 설명한다. 이 장치는, 도1에 도시한 바와 같이 시료 홀더(5)에 넣어진 시료(4)가 도시하지 않은 보유 지지 기구로 보유 지지되어 수납되는 시료실(1)과, 시료(4)에 하방으로부터 1차 X선(6)을 조사하는 X선관 등의 X선원(7)이 수납되어 시료실(1)과 연통하는 조사실(2)과, 시료(4)로부터 발생하는 형광 X선 등의 2차 X선(8)을 분광하여 검출하는 검출 수단(9)이 수납되는 분광실(3)과, 조사실(2)과 분광실(3)을 구획하도록, 즉 조사실(2)과 분광실(3) 사이의 벽부(31)에 마련된 관통 구멍(31a)을 기밀하게 폐색하도록 배치되어 상기 2차 X선(8)을 통과시키는 격벽(10)을 구비하고 있다. 그리고, 시료실(1) 및 조사실(2)이 헬륨으로 치환되는 동시에, 분광실(3)이 진공 배기된다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the fluorescent X-ray analyzer which is one Embodiment of this invention is demonstrated. As shown in Fig. 1, the apparatus is provided with a sample chamber 1 in which the sample 4 placed in the sample holder 5 is held and housed by a holding mechanism (not shown) and the sample 4 from below. An X-ray source 7 such as an X-ray tube for irradiating the primary X-ray 6 to receive the secondary chamber such as an irradiation chamber 2 communicating with the sample chamber 1 and a fluorescent X-ray generated from the sample 4. The irradiation chamber 2 and the spectroscopy chamber 3 are divided into the spectroscopy chamber 3 in which the detection means 9 for spectroscopically detecting the X-ray 8 and the irradiation chamber 2 and the spectroscopy chamber 3 are divided. The partition 10 is provided so that the through-hole 31a provided in the wall part 31 between them may be airtightly closed and the said secondary X-ray 8 may pass through it. The sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 are replaced with helium, and the spectroscopic chamber 3 is evacuated.

검출 수단(9)은 2차 X선(8)을 평행화하는 발산 슬릿(41), 그 발산 슬릿(41)에 의해 평행화된 2차 X선을 분광하는 분광 소자(42), 그 분광 소자(42)로 분광된 2차 X선을 평행화하는 2개의 수광 슬릿(43, 45), 제1 수광 슬릿(43)으로 평행화된 2차 X선을 검출하는 제1 검출기인 신틸레이션 카운터(44), 제2 수광 슬릿(45)으로 평행화된 2차 X선을 검출하는 제2 검출기인 가스 플로우형 비례 계수관(46)을 포함한다. 발산 슬릿(41) 및 분광 소자(42)는 1개씩밖에 도시하고 있지 않지만, 수광 슬릿(43, 45) 및 검출기(44, 46)와 마찬가지로 복수로부터 선택하여 이용된다. 단, 제2 수광 슬릿(45)과 가스 플로우형 비례 계수관(46)은 일체화되어 있다. 또한, 분광 소자(42)와 수광 슬릿 및 검출기(43-44, 45-46)는 도시하지 않은 고니오미터(goniometer) 등의 연동 수단에 의해 일정한 각도 관계를 유지하도록 연동된다. 즉, 이 장치는 하면 조사형이며, 또한 파장 분산형이고 주사형인 형광 X선 분석 장치이다. The detecting means 9 includes a diverging slit 41 for parallelizing the secondary X-rays 8, a spectroscopic element 42 for spectroscopy of the secondary X-rays paralleled by the diverging slit 41, and the spectral element. Scintillation counter 44 which is a first detector which detects the 2nd light-receiving slit 43 and 45 which parallelize the 2nd X-ray spectroscopically computed by 42, and the 2nd X-ray paralleled by the 1st light-receiving slit 43 ), A gas flow-type proportional counter 46 that is a second detector that detects secondary X-rays paralleled by the second light receiving slit 45. Although only one diverging slit 41 and spectroscopic element 42 are shown, they are selected and used in the same manner as in the light receiving slits 43 and 45 and the detectors 44 and 46. However, the second light receiving slit 45 and the gas flow type proportional counter tube 46 are integrated. In addition, the spectroscopic element 42 and the light receiving slits and the detectors 43-44 and 45-46 are interlocked so as to maintain a constant angular relationship by an interlocking means such as a goniometer (not shown). In other words, the device is a fluorescence X-ray analysis device which is a bottom surface irradiation type, a wavelength dispersion type, and a scanning type.

또한, 이 장치는 검출 수단(9)의 시야를 제한하는 시야 제한 슬릿을 복수개 갖고 교환하는 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)를 구비하고 있다. 도1의 격벽(10) 근방의 확대 단면도인 도2에 도시한 바와 같이, 시료실(1)과 분광실(3) 사이의 수평한 벽부(32)의 상측에는 지면(紙面) 수직 방향으로 연장되는 축(레일)(24)이 설치되어 있다. 한편, 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)의 슬릿판(21)의 수평한 부분의 하측에는 축(24)에 대해 슬라이드 가능하게 결합하는 베어링(23)이 설치되어 있다. 이들 축(24), 베어링(23) 및 도시하지 않은 모터 등에 의해 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)는 슬릿판(21)을 지면 수직 방향으로 적절하게 이동시킨다. 슬릿판(21)에 있어서 시료(4)에 대향하는 부분에는 발산 슬릿(41)의 시야, 즉 검출 수단(9)(도1)의 시야를 적절하게 제한하기 위해, 도2의 Ⅲ방향 화살표도인 도3에 도시한 바와 같이 직경이 상이한 복수의 시야 제한 슬릿(구멍)(22A 내지 22C)이 슬릿판(21)의 이동 방향으로 늘어서서 설치되어 있고, 슬릿판(21)이 적절하게 이동됨으로써 원하는 시야 제한 슬릿(22)이 2차 X선(8)(도2)의 광로에 위치한다. Moreover, this apparatus is equipped with the visual field restriction slit exchange mechanism 20 which exchanges with several plural visual field restriction slits which restrict the visual field of the detection means 9. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, which is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the partition wall 10 of FIG. 1, an upper portion of the horizontal wall portion 32 between the sample chamber 1 and the spectroscopic chamber 3 extends in the vertical direction of the paper surface. A shaft 24 is provided. On the other hand, under the horizontal part of the slit board 21 of the visual field restriction slit exchange mechanism 20, the bearing 23 slidably engages with the shaft 24 is provided. By these shafts 24, bearings 23, motors not shown, and the like, the viewing restriction slit exchange mechanism 20 properly moves the slit plate 21 in the paper vertical direction. In the portion of the slit plate 21 facing the sample 4, the III-direction arrow in FIG. 2 is appropriately limited in order to properly limit the field of view of the diverging slit 41, that is, the field of view of the detection means 9 (FIG. 1). As shown in Fig. 3, a plurality of viewing restriction slits (holes) 22A to 22C having different diameters are arranged side by side in the moving direction of the slit plate 21, and the slit plate 21 is moved properly. The desired viewing restriction slit 22 is located in the optical path of the secondary X-ray 8 (FIG. 2).

이 장치에서는, 상기 격벽(10)은 슬릿판(21)에 있어서 시료(4)(도2)에 대향하는 부분의 내측에 부착되어 있고, 도3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 단면도인 도4a에 도시한 바와 같이, 예를 들어 두께 1.2 ㎛의 원형의 폴리이미드인 격벽막(11)과, 격벽막 (11)과 거의 같은 직경으로 보강을 위해 부착되는, 예를 들어 두께 3 ㎜ 내지 5 ㎜ 정도의 스테인리스제 허니컴(honeycomb) 구조체(다수의 공극을 가짐)인 보강 부재(12)와, 이들을 보유 지지하는, 예를 들어 황동제로 링 형상의 격벽체(13)와, 격벽체(13)의 하면으로부터 돌출되도록 끼워 넣어진 O링(14)을 갖는다. 격벽체(13)의 상부 좌우 2 군데에는 구멍이 마련되어 있고, 각각 슬릿판(21)을 미끄럼 이동 가능하게 관통하는 핀(25)의 하단부가 압입된다. 핀(25)의 상단부에는 링(26)이 끼워지고, 링(26)과 슬릿판(21) 사이에 있어서 핀(25)이 관통하도록 압축 스프링(27)이 삽입되어 있다. In this apparatus, the partition wall 10 is attached to the inside of the portion of the slit plate 21 that faces the sample 4 (FIG. 2), and is shown in FIG. 4A, which is a IV-IV cross-sectional view in FIG. As described above, for example, the partition film 11, which is a circular polyimide having a thickness of 1.2 µm, is attached for reinforcement to a diameter substantially the same as that of the partition film 11, for example, having a thickness of about 3 mm to 5 mm. From the reinforcing member 12, which is a honeycomb structure made of stainless steel (having a large number of voids), a ring-shaped partition wall body 13 holding them, for example, made of brass, and a lower surface of the partition wall body 13 It has an O-ring 14 fitted to protrude. Holes are provided in the upper left and right two places of the partition body 13, and the lower end part of the pin 25 which penetrates the slit board 21 so that a sliding movement is respectively press-fitted. A ring 26 is fitted to the upper end of the pin 25, and a compression spring 27 is inserted so that the pin 25 penetrates between the ring 26 and the slit plate 21.

격벽(10)이 사용될 때의 액체 시료나 분체 시료에 대해서는, 통상 미소 부위로 시야 제한하는 의미가 없고, 검출 수단(9)에 수납되는 2차 X선(8)(도1)의 전체 강도를 떨어뜨리지 않는 것이 바람직하므로, 도3에 도시한 바와 같이 슬릿판(21)에 있어서 격벽막(11)에 대응하는 부분에는 개방 구멍이며 가장 직경이 큰 시야 제한 슬릿(22C)과 동일 직경의 슬릿(22D)이 마련되어 있다. 이 슬릿(22D)도 복수의 시야 제한 슬릿(22A 내지 22C)과 동일 직선 상에 위치하고 있다. 또한, 도2에 도시한 바와 같이, 조사실(2)과 분광실(3) 사이의 벽부(31)의 조사실(2)측에는 상기 O링(28)이 기밀하게 접촉하도록 표면이 평활한 링 형상의 금속판인 다이 시트(28)가 설치되어 있다. For the liquid sample and the powder sample when the partition wall 10 is used, there is usually no meaning of limiting the visual field to a minute portion, and the overall intensity of the secondary X-ray 8 (FIG. 1) stored in the detection means 9 is measured. Since it is preferable not to drop, as shown in FIG. 3, the part corresponding to the partition film 11 in the slit plate 21 is an open hole and the diameter of the slit of the same diameter as that of the field of view restriction slit 22C having the largest diameter ( 22D) is provided. This slit 22D is also located on the same straight line as the plurality of viewing restriction slits 22A to 22C. In addition, as shown in Fig. 2, the surface of the ring-shaped smooth surface is formed so that the O-ring 28 is hermetically contacted to the irradiation chamber 2 side of the wall portion 31 between the irradiation chamber 2 and the spectroscopic chamber 3. The die sheet 28 which is a metal plate is provided.

이상과 같은 구성에 의해 시료실(1) 및 조사실(2)과 분광실(3)이 같은 압력일 때에는, 도4a에 도시한 바와 같이 격벽(10)은 압축 스프링(27)의 신장력에 의해 상면이 슬릿판(21)의 내측에 접촉하도록 끌어 올려지고, O링(14)이 다이 시트(28) 로부터 이격되어 있기 때문에 슬릿판(21)은 전술한 바와 같이 이동 가능하다. 즉, 종래의 장치와 마찬가지로, 고체의 시료를 분석하는 경우에는 도1의 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)에 의해 시야 제한 슬릿(22A 내지 22C)(도3)으로부터 적절한 것을 선택하고, 조사실(2)과 분광실(3)을 벽부(31)의 관통 구멍(31a)에 의해 연통시켜 전체실(1 내지 3)을 진공 배기하고, 격벽(10)에 의해 2차 X선(8)을 감쇠시키지 않고 고감도로 분석을 행할 수 있다. When the sample chamber 1, the irradiation chamber 2, and the spectroscopic chamber 3 are at the same pressure by the above structure, as shown in FIG. 4A, the partition 10 has an upper surface by the extension force of the compression spring 27. As shown in FIG. The slit plate 21 is movable as described above because the slit plate 21 is pulled up to contact the inside of the slit plate 21 and the O-ring 14 is spaced apart from the die sheet 28. That is, as in the conventional apparatus, when analyzing a solid sample, an appropriate one is selected from the field limiting slits 22A to 22C (FIG. 3) by the field limiting slit exchange mechanism 20 of FIG. 1, and the irradiation chamber 2 is selected. ) And the spectroscopic chamber 3 communicate with each other through the through hole 31a of the wall portion 31 to evacuate the entire chambers 1 to 3, and the secondary wall 10 does not attenuate the secondary X-ray 8. The analysis can be performed with high sensitivity.

한편, 액체 시료나 분체 시료를 분석하는 경우에는 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)에 의해 격벽(10)을, 관통 구멍(31a)을 덮는 위치로 이동시키고, 시료실(1) 및 조사실(2)을 헬륨으로 치환하는 동시에 분광실(3)을 진공 배기한다. 보다 구체적으로는, 우선 격벽(10)이 개방된 상태에서 전체실(1 내지 3)을 진공 배기하고, 격벽(10)을, 관통 구멍(31a)을 덮는 위치로 이동시키고, 분광실(3)의 진공 배기를 계속하면서 시료실(1) 및 조사실(2)로 헬륨을 도입한다. 그러면, 도4b에 도시한 바와 같이 조사실(2)과 분광실(3)의 차압에 의한 힘이 압축 스프링(27)의 신장력보다 크고, 격벽(10)은 O링(14)이 다이 시트(28)에 압접하도록 밀어 내려진다. 이에 의해, 도1의 시료실(1) 및 조사실(2)을 대기압 정도의 헬륨 분위기로, 분광실(3)을 진공 분위기로 유지할 수 있고, 시료(4)로부터 발생한 2차 X선(8)은 도4b의 슬릿(22D), 격벽막(11), 보강 부재(12)의 공극, 격벽체(13)의 링 중, 다이 시트(28)의 링 중, 벽부(31)의 관통 구멍(31a)을 통과하고, 도1의 검출 수단(9)으로 검출된다. 즉, 이 장치에서는, 격벽(10)은 개폐 가능하고, 게다가 그 개폐 기구를 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)가 겸하고 있다. On the other hand, when analyzing a liquid sample or a powder sample, the partition 10 is moved to the position which covers the through-hole 31a by the visual field restriction slit exchange mechanism 20, and the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 are analyzed. Is replaced by helium and the spectroscopic chamber 3 is evacuated. More specifically, first, the entire chambers 1 to 3 are evacuated in a state where the partition wall 10 is opened, and the partition wall 10 is moved to a position covering the through hole 31a, and the spectroscopic chamber 3 is removed. Helium is introduced into the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 while continuing vacuum evacuation. Then, as shown in FIG. 4B, the force due to the differential pressure between the irradiation chamber 2 and the spectroscopic chamber 3 is greater than the stretching force of the compression spring 27, and the partition 10 has an O-ring 14 with a die sheet 28. Is pushed down to be pressed. Thereby, the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 of FIG. 1 can be maintained in the helium atmosphere of about atmospheric pressure, and the spectroscopy chamber 3 can be maintained in a vacuum atmosphere, and the secondary X-ray 8 which generate | occur | produced from the sample 4 was made. The through-hole 31a of the wall part 31 among the slit 22D, the partition film 11, the space | gap of the reinforcing member 12, the ring of the partition body 13, and the ring of the die sheet 28 of FIG. ) Is detected by the detection means 9 of FIG. That is, in this apparatus, the partition 10 can be opened and closed, and the view limiting slit exchange mechanism 20 also serves as the opening / closing mechanism.

이상과 같이, 이 장치에 따르면 헬륨 분위기에 있는 시료(4)를 분석하는 데 있어서, 조사실(2)과 분광실(3)이 2차 X선(8)을 통과시키는 격벽(10)으로 구획되고, 시료실(1) 및 조사실(2)이 헬륨으로 치환되는 동시에 분광실(3)이 진공 배기되므로, 분광실(3)은 헬륨으로 치환하지 않게 되는 동시에 시료실(1)과 연통하지 않는다. 따라서, 상기 제1 내지 제5 문제가 해결된다. 즉, 제1로, 시료실(1)과 조사실(2)만을 헬륨으로 치환하면 되므로, 치환에 필요로 하는 시간을, 예를 들어 종래 180초로부터 30초로 단축할 수 있는 동시에 헬륨의 소비량을 저감시킬 수 있다. 제2로, 분광실(3)은 진공 분위기이기 때문에 신틸레이션 카운터(44)에 헬륨이 침입하여 S/N비나 분해 능력이 악화되지 않는다. 제3으로, 가스 플로우형 비례 계수관(46)으로부터 PR 가스가 누출되어도, 분광실(3)을 진공 배기하고 있기 때문에 X선의 감쇠는 일어나지 않고 안정된 분석을 할 수 있다. 제4로, 헬륨의 누설이 있는 경우라도, 시료실(1)을 관통하는 구동축의 밀봉부와 조사실(2)을 관통하는 구동축의 밀봉부만을 점검하면 된다. 제5로, 만일 시료실(1)에서 액체 시료나 분체 시료의 비산 사고가 발생해도, 오염이 분광실(3)까지 확산되는 일이 없어 복구에 필요로 하는 시간이 단축된다. As described above, according to this apparatus, in analyzing the sample 4 in the helium atmosphere, the irradiation chamber 2 and the spectroscopic chamber 3 are partitioned by the partition 10 through which the secondary X-ray 8 passes. Since the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 are replaced with helium and the spectroscopic chamber 3 is evacuated, the spectroscopic chamber 3 is not replaced with helium and does not communicate with the sample chamber 1. Thus, the first to fifth problems are solved. That is, firstly, only the sample chamber 1 and the irradiation chamber 2 need to be replaced with helium, so that the time required for the replacement can be shortened from, for example, 180 seconds to 30 seconds, while reducing the consumption of helium. You can. Second, because the spectroscopic chamber 3 is in a vacuum atmosphere, helium does not penetrate into the scintillation counter 44 so that the S / N ratio and the decomposition ability do not deteriorate. Third, even if the PR gas leaks from the gas flow proportional counter tube 46, the spectroscopic chamber 3 is evacuated, so that X-ray attenuation does not occur and stable analysis can be performed. Fourth, even if there is a leak of helium, only the sealing part of the drive shaft penetrating the sample chamber 1 and the sealing part of the drive shaft penetrating the irradiation chamber 2 need only be checked. Fifthly, even if an accident of scattering of a liquid sample or a powder sample occurs in the sample chamber 1, contamination does not diffuse to the spectroscopic chamber 3, and the time required for recovery is shortened.

또한, 1차 X선(6) 및 2차 X선(8)의 감쇠에 대해서는, 양자가 통과하는 조사실(2)은 헬륨 분위기인 동시에 격벽(10)을 통과하는 것은 2차 X선(8)뿐이기 때문에 충분히 작고, 따라서 충분한 강도의 2차 X선(8)을 검출 수단(9)으로 입사시킬 수 있어, 고분자막인 폴리이미드의 격벽막(11)이 1차 X선(6)의 조사를 위해 열화 및 파손될 우려도 없다. 특히, 본 실시 형태의 장치와 같이 격벽(10)을 2차 X선(8)에 거의 직교하도록 배치하면, 상기 일본 특허 공개 2002-303593호 공보에 기재된 장치에 비해 격벽막(11)(도4b)의 직경이 작아지므로, 그 막 두께나 보강 부재(12)(도4b)의 두께도 얇게 할 수 있고, 2차 X선(8)의 감쇠를 한층 더 작게 할 수 있다. 또한, 2차 X선(8)의 감쇠가 문제가 되지 않는 중원소(heavy element)를 분석하는 경우에는 불활성 가스로서 헬륨 대신에 질소를 이용해도 좋다. In addition, regarding the attenuation of the primary X-ray 6 and the secondary X-ray 8, the irradiation chamber 2 through which both pass is helium atmosphere and it is the secondary X-ray 8 that passes through the partition 10. Since it is only small enough, the secondary X-ray 8 of sufficient intensity can be made to enter into the detection means 9, and the partition film 11 of polyimide which is a polymer film | membrane irradiates the primary X-ray 6 here. There is no risk of deterioration and damage. In particular, when the partition 10 is arranged to be substantially orthogonal to the secondary X-ray 8 as in the device of the present embodiment, the partition wall 11 (Fig. 4B) is compared with the device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-303593. ), The diameter of the thin film can be reduced, and the thickness of the film and the reinforcing member 12 (Fig. 4B) can be made thin, and the attenuation of the secondary X-ray 8 can be further reduced. In addition, when analyzing a heavy element in which the attenuation of the secondary X-ray 8 does not matter, you may use nitrogen instead of helium as an inert gas.

또한, 격벽(10)은 개폐 가능하므로, 예를 들어 고체의 시료를 분석하는 경우에는 개방해 두고, 전체실(1 내지 3)을 연통시켜 진공 배기하고, 격벽(10)에 의해 2차 X선(8)을 감쇠시키지 않고 고감도로 초경 원소 등의 분석을 행할 수 있다. 게다가, 종래 구비하고 있는 시야 제한 슬릿 교환 기구(20)가 격벽(10)의 개폐 기구를 겸하고 있으므로, 격벽(10)의 개폐 기구의 추가를 위한 비용 상승이 억제되는 동시에, 2차 X선(8)의 광로가 종래보다도 연신됨으로써 감쇠의 증대 및 분석 정밀도의 악화도 없다.In addition, since the partition 10 can be opened and closed, for example, when analyzing a solid sample, it will be open, the whole chambers 1-3 will be communicated and evacuated, and a secondary X-ray will be performed by the partition 10. The cemented carbide element etc. can be analyzed with high sensitivity, without attenuating (8). In addition, since the field of view restriction slit exchange mechanism 20 which is conventionally provided also serves as the opening / closing mechanism of the partition 10, the cost increase for addition of the opening / closing mechanism of the partition 10 is suppressed, and the secondary X-ray 8 ), The optical path is stretched than before, so that there is no increase in attenuation and no deterioration in analysis accuracy.

또한, 본 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명은 상면 조사형의 장치나 파장 분산형으로 검출 수단이 고정되어 있는 장치 및 에너지 분산형의 장치에도 적용할 수 있다. In addition, it is not limited to this embodiment, This invention is applicable also to the apparatus of the top surface irradiation type | mold, the apparatus in which a detection means is fixed by the wavelength dispersion type | mold, and the energy dispersing type apparatus.

Claims

A sample chamber in which the sample is stored;

An irradiation chamber in which an X-ray source for irradiating primary X-rays to a sample is stored and in communication with the sample chamber;

A spectroscopy chamber in which detection means for spectroscopy detecting secondary X-rays generated from a sample is stored;

A partition wall disposed between the irradiation chamber and the spectroscopic chamber so as to be opened and closed and allowing the secondary X-ray to pass therethrough;

In the state where the partition is closed and the irradiation chamber and the spectroscopic chamber are partitioned, the sample chamber and the irradiation chamber are replaced with an inert gas, and the spectroscopic chamber is evacuated.

And the sample chamber, the irradiation chamber, and the spectroscopic chamber are evacuated in a vacuum state when the partition wall is opened and the irradiation chamber and the spectroscopic chamber are in communication with each other.

The apparatus according to claim 1, further comprising: a field restriction slit exchange mechanism for exchanging a plurality of field restriction slits for limiting the field of view of the detection means;

The fluorescence X-ray analyzer of which the field-limiting slit exchange mechanism also serves as the opening / closing mechanism of the said partition.

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