[发明专利]荧光X射线分析设备

说明书

技术领域

本发明涉及荧光X射线分析设备，其具有安装在其上的通过使用X射线偏振光来用于降低所获得的谱的背景成分的装置。

背景技术

在荧光X射线分析中，重要的是检测在样本内生成的荧光X射线，然而，即使检测在X射线管内生成的X射线，该检测到的X射线也仅变成背景成分，背景成分在分析中是不需要的。因此，为增加需要的荧光X射线分量与不需要的X射线的强度比(信噪比)使用了一些方法。在这些方法中，存在使用X射线偏振光的方法。根据使用了常规的偏振光的荧光X射线分析设备，X射线管、次级目标、样本和检测器布置为构成偏振光学系统，这称为笛卡尔布置。基于此布置可以防止在X射线管内生成的X射线到达检测器。

特别地，在X射线通过X射线管、次级目标、样本和检测器的光路中产生了如下的物理现象。此现象将参考图2沿X射线光路描述。在图2中，图示了X、Y和Z方向；部件的布置；和从X射线管发出的偏振分量，如将在下文中描述。

(1)当电子射线照射到管的管目标内时生成了从X射线管1发出的X射线，且X射线包括在两个方向，即X方向和Y方向的偏振分量。

(2)在次级目标内发生两类现象，即：一类现象是使得从X射线管1发出的X射线散射，且一类现象是使得从次级目标2内的元素发出荧光X射线，该次级目标2的元素被从X射线管1发出的X射线激发。在笛卡尔布置中，样本3布置在散射角变成90度的方向上，使得在样本3的方向内散射的X射线内不包括在X方向的偏振分量。此现象的生成是因为次级目标对X射线的折射率略微小于空气的折射率。另外，从次级目标内的元素发出的荧光X射线包括在两个方向内的偏振分量，即在Y方向和在Z方向的偏振分量。

(3)在样本中发生两类现象，即：一类现象是使得散射的X射线和从次级目标2发出的荧光X射线被散射，且一类现象是使得从样本3内的元素发出荧光X射线，该样本3内的元素被散射的X射线和从次级目标2发出的荧光X射线激发。在笛卡尔布置中，检测器4布置在使得散射角变成90度且使得从样本3到检测器4的方向变成与从X射线管1到次级目标2的方向成90度的方向上，使得在检测器4的方向上散射的X射线内不包括在Y方向的偏振分量。此现象的生成是因为样本3对X射线的折射率略微小于空气的折射率。另外，从样本3的元素内发出的荧光X射线包括在两个方向上的偏振分量，即在Z方向和在X方向的偏振分量。

(4)到达检测器4的X射线仅具有在次级目标内生成的荧光X射线的在Z方向的偏振分量和在样本内生成的荧光X射线的在Z方向和X方向内的偏振分量。在从X射线管1发出的X射线中，在X方向和Y方向的两个分量不能到达检测器4，其原因是在次级目标2和样本3内的两次散射。

基于以上所述的物理现象，仅在次级目标和样本3内生成的荧光X射线到达检测器4，且可以获得具有非常小的背景的测量结果(例如参考专利文献1)。

[专利文献]US 3944822A1(权利要求3)。

根据常规的设备，样本内的元素被散射的X射线和从次级目标发出的荧光X射线所激发。另外，需要选择次级目标的材料，使得在次级目标内生成的荧光X射线的能量略微大于样本元素的激发能量，以通过荧光X射线增加激发效率。相反，在次级目标内生成的荧光X射线的能量与样本元素的激发能量分开等情况中，样本元素的激发效率显著地恶化。为避免这样的情况，对应于样本元素准备许多类次级目标，必需使用的次级目标被更换。

另外，散射X射线和从次级目标发出的荧光X射线在许多方向上扩散。需要使将扩散的X射线的大部分照射到样本上，且这涉及到如果使用准直器以测量样本表面的微小部分则使得X射线照射量显著地降低的问题。在通过使用用于X射线的透镜来代替准直器而将X射线聚焦在样本表面的微小部分上的情况中，存在使得不满足偏振光学系统的条件的问题。

发明内容

本发明已考虑了前述问题，且其目的是使得容易地测量样本表面的微小部分而不需要准备许多类型的次级目标。