単色 X 線発生装置の製作

単色単色 XX 線発生装置の製線発生装置の製作作

副島　裕一副島　裕一

目次目次1.1. 目的目的2.2. 原理原理3.13.1 次次 XX 線線4.4. 各種ターゲットのスペクト各種ターゲットのスペクト

ルル5.5. 純度増加策純度増加策6.6. まとめまとめ

1.1. 目的目的　エネルギー較正に役立つポータブルな単　エネルギー較正に役立つポータブルな単

色色 XX 線発生装置の製作線発生装置の製作

2.2. 原理原理・特性・特性 XX 線線 (K-X(K-X 線線 )) を利用を利用・不要成分・不要成分 (1(1 次次 XX 線とそのトムソン散乱線とそのトムソン散乱 )) をを　除去して単色に近づける　除去して単色に近づける

FeFe をターゲットに用いて直接見える１次をターゲットに用いて直接見える１次 XX 線を線を防ぐコリメーターの効果を確かめた防ぐコリメーターの効果を確かめた

コリメーター無

コリメーター有

3.13.1 次次 XX 線線

Amptek 社　 Cool-X

Heating Phase(Heating Phase( 約約 4545 秒秒 ))

　　　　 TaTa の特性の特性 XX 線と制動放射　線と制動放射　 Cooling Phase(Cooling Phase( 約約 6565 秒秒 ) )

　　　　 CuCu の特性の特性 XX 線と制動放射線と制動放射

強度は一定ではないので一定の強度が必強度は一定ではないので一定の強度が必要な測定には向かない要な測定には向かない

11 次次 XX 線として使用した場合、得られる線として使用した場合、得られる実用的な実用的な K-XK-X 線は線は 10keV10keV 前後まで前後まで

μ-pic による Count rate の測定Ge 検出器によるスペクトルの測定 ( 約 5周期 )

ZZ の減少に伴い特性の減少に伴い特性 XX 線強度は減少し，線強度は減少し，トムソン散乱の割合が増えるトムソン散乱の割合が増える

・トムソン散乱は Z の依存性で増加

・光電吸収は　で増加

・蛍光収量は Z が大きいほど大きい

5Z

ターゲットの Z が小さいと性能は落ちる

4.4. 各種ターゲットの特性各種ターゲットの特性 XX 線線

ターゲットにターゲットに FeFe ，， CrCr ，， TiTi を用いて　　が約を用いて　　が約 10001000countcount になるまで測定になるまで測定

測定には測定には GeGe 半導体検出器とネットワーク半導体検出器とネットワーク MCAMCA を使を使用用

K

ZZ 　　　　 (ke(keV)V)

　　　　 (ke(keV)V)

測定時間測定時間

TiTi 2222 4.5084.508 4.9314.931 約約 1450014500秒秒

CrCr 2424 5.4055.405 5.946 5.946 約約 1000010000秒秒

FeFe 2626 6.3986.398 7.0577.057 約約 45004500 秒秒

K K

ZZ の小さいターゲットとしての小さいターゲットとして Cl(Z=17)Cl(Z=17) とと Al(13)Al(13)のスペクトルを測定のスペクトルを測定 (Cl(Cl は塩化ビニリデンは塩化ビニリデン (( 　　　　　　　　　　　　　　　　 )) のラップフィルムを使用のラップフィルムを使用 ))

　　→　　→ Ti(22)Ti(22) 以下は実用的でない以下は実用的でない　　　　　　　　 (Cl(Cl はは TiTi の　の　 1/20)1/20)

ZZ が大きいターゲットについては今回は測定しが大きいターゲットについては今回は測定していないがていないが Ni(28)Ni(28) ，， Cu(29)Cu(29) ，， Zn(30)Zn(30) などは安などは安価で価で FeFe 程度の性能が得られるのでは程度の性能が得られるのでは

　　　　 (( 光電吸収断面積，蛍光収量などを比較した光電吸収断面積，蛍光収量などを比較した ))

nCClCH ][ 22

Ge 検出器で 4000 秒測定

5.5. 純度増加策純度増加策不要成分の割合を減らすために不要成分の割合を減らすために 22 次次 XX 線にフィル線にフィル

ターをかけるターをかける理想的には　　と　　の間に吸収端を持つ物質　理想的には　　と　　の間に吸収端を持つ物質　

　　　　吸収端を利用して　　を選択的に除去　　吸収端を利用して　　を選択的に除去　　低エネルギーの　　低エネルギーの XX 線を除去線を除去

KK K

今回は Ti のターゲットに Ti のフィルターを用いて輝線の両側の X 線を減らす効果を確かめた

ターゲット　 Ti

フィルター　 Ti 　 10μm( 　　強度が６割 )

　　が約 1000count になるまで測定

K

K

6.6. まとめまとめ今回得られた実用的なターゲットとエネルギー今回得られた実用的なターゲットとエネルギー



TiTi 2222 4.5084.508 4.9314.931

CrCr 2424 5.4055.405 5.946 5.946

FeFe 2626 6.3986.398 7.0577.057

K K

その他使えそうなターゲットとエネルギーその他使えそうなターゲットとエネルギー



VV 2323 4.9524.952 5.4175.417

CoCo 2727 6.9306.930 7.6497.649

NiNi 2828 7.478 7.478

　　　　8.2658.265

CuCu 2929 8.0488.048 8.9058.905

ZnZn 3030 8.6398.639 9.5729.572

K K

欠点欠点　　　・一定の強度は得られない　　　・一定の強度は得られない　　　・　　　・ Cool-XCool-X の寿命の寿命 (( 連続使用だと連続使用だと 200200 時時

間間 ))

課題課題　　　・その他ターゲットの性能評価　　　・その他ターゲットの性能評価　　　・　　を除去するフィルターの性能評価　　　・　　を除去するフィルターの性能評価

K

終わり終わり

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