ハンディー全反射蛍光X線分析装置を用いたピコグラムレベルの元素分析

使用便携式全内反射荧光 X 射线分析仪进行皮克级元素分析

• 批准号: 08J03007
• 负责人: 国村 伸祐
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03007/
• 关键词: 蛍光X線分析; 全反射; 微量元素; ポータブル装置

全反射蛍光X線分析では,入射X線を単色化し,蛍光X線分析線のバックグラウンドの原因となる散乱X線を低減させることが検出感度を向上させるために必要不可欠と考えられ,シンクロトロン放射光のような高強度X線源を用いることで,検出下限が改善されてきた.一方,本研究では,5ワットのX線管とコリメータとしてのX線導波路を用いて小型全反射蛍光X線分析装置を開発してきた.本装置の開発過程において,従来の定説とは反して,入射X線を単色化せずに使用する方が単色化するよりも検出感度を改善するために有効であることを明らかにした.すなわち,非単色X線を用いることにより,単色化する場合と比較してバックグラウンドは上昇するが,それを補って余りあるほどに蛍光X線強度を増大させることができるので,より微量な元素を検出可能にすることを示した.非単色X線利用の他,X線管の管電圧,管電流の最適化,入射X線の視射角の最適化,試料量を少なくすること,適切なX線管ターゲット材の使用により,本装置は,大型シンクロトロン放射光施設にあと3桁までに迫る10pg(10_<-11>g)の検出下限を達成した.また,レコード盤を用いて試作したX線屈折レンズを本装置の光学素子として利用し,X線導波路を用いて得られる全反射蛍光X線スペクトルとの比較を行った.レコード盤レンズを使用して得られた蛍光X線強度はX線導波路を用いる場合よりも弱かった.一方,このレンズを用いることで入射X線の角度発散が小さくなり,散乱X線が減少したので,蛍光X線分析線の信号対バックグラウンド比を向上させることができた.その結果,レコード盤レンズを利用することにより,X線導波路を用いる場合と同等の検出下限を達成することができた.

Total reflection X-ray analysis 蛍 light で は, incident X-ray を 単 color し, X-ray analysis 蛍 light line の バ ッ ク グ ラ ウ ン ド の reason と な る scattered X-ray を low cut さ せ る こ と が 検 out sensitivity を upward さ せ る た め に need not owe と exam え ら れ, シ ン ク ロ ト ロ ン ray の よ う な high intensity X-ray source を with い る こ と で, 検 out of lower limit が improve さ れ て き Youdaoplaceholder0. One party, this study で は, 5 ワ ッ ト の X-ray tube と コ リ メ ー タ と し て の を with X-ray guided wave road い て small total reflection X-ray analysis device を 蛍 light open 発 し て き た. This device の open 発 process に お い て, 従 to の DingShui と は anti し て, incident X-ray を 単 color change せ ず に use す る party が 単 color change す る よ り も 検 out sensitivity を improve す る た め に have sharper で あ る こ と を Ming ら か に し た. す な わ ち, non 単 color X-ray を with い る こ と に よ り, 単 color change す る occasions と compare し て バ ッ ク グ ラ ウ ン ド す は rise More than fill る が, そ れ を っ て り あ る ほ ど に 蛍 X-ray intensity を raised large さ せ る こ と が で き る の で, よ り trace element な を 検 makes possible に す る こ と を shown し た. The X-ray use の 単 color him, X-ray tube の tube electric 圧, tube current の optimization, the incident X-ray の depending on the shoot Angle の optimization, try to recycle を less な く す る こ と, appropriate な X-ray tube タ ー ゲ ッ の ト materials using に よ り, this device は, large シ ン ク ロ ト ロ ン radiation light facilities に あ と 3 girder ま で に forced る 10 pg (10) _ < - > 11 g の を 検 out lower limit Reach し た. ま た, レ コ ー ド plate を with い て attempt し た X-ray inflectional レ ン ズ を this device の optical element child と し て using し, X-ray guided wave road を with い て must ら れ る total reflection X-ray ス 蛍 light ペ ク ト ル と の is line を っ た. レ コ ー ド plate レ ン ズ を use し て must ら れ た 蛍 X-ray intensity は を with X-ray guided wave road い る occasions よ り も weak か っ た . Side, こ の レ ン ズ を with い る こ と で incident Angle X-ray の 発 scattered small が さ く な り, scattered X-ray が reduce し た の で, X-ray analysis line の 蛍 light signal バ seaborne ッ ク グ ラ ウ ン ド than を upward さ せ る こ と が で き た. そ の results, レ コ ー ド plate レ ン ズ を using す る こ と に よ り, X-ray guided wave road を with い る occasions と equal の を 検 out lower limit Reach する とがで た た.

项目成果

Lα:Lβ INTENSITY RATIO ON ATOMIC NUMBER, TUBE VOLTAGE, AND SPECTROMETER RESOLUTION, and portable total reflection x-ray fluorescence spectrometer

Lα:Lβ 原子数、管电压和光谱仪分辨率的强度比，以及便携式全反射 X 射线荧光光谱仪

• 发表时间: 2008
• 作者: J. Kawai;K. Okada;N. Sasaki;R. Shioi;G. Kinugawa;S. Kunimura;T. Yamamoto
• 通讯作者: T. Yamamoto

高感度ハンディー全反射蛍光X線分析装置

高灵敏度手持式全内反射荧光X射线分析仪

• 发表时间: 2010
• 期刊: X線分析の進歩 (In Press)
• 作者: 国村伸祐;河合潤
• 通讯作者: 河合潤

Applications of low power X-ray sources to TXRF analysis with 10^<-11>g detection limit and XRF analysis with sub-mm spatial resolution

低功率 X 射线源在 10^<-11>g 检测限的 TXRF 分析和亚毫米空间分辨率的 XRF 分析中的应用

• 发表时间: 2010
• 期刊: AIP Conference Proceedings (In Press)
• 作者: S.Kunimura;S.Hatakeyama;N.Sasaki;T.Yamamoto;J.Kawai
• 通讯作者: J.Kawai

X線導波路の理論解析(ポスター発表)

X射线波导的理论分析（海报展示）

• 发表时间: 2009
• 作者: 森川悠佑;国村伸祐;弓削是貴;河合潤
• 通讯作者: 河合潤

蛍光X線分析におけるヒ素、鉛の定量プログラムの開発(ポスター発表)

X 射线荧光分析中砷和铅定量程序的开发（海报展示）

• 发表时间: 2009
• 作者: 森川悠佑;国村伸祐;河合潤
• 通讯作者: 河合潤