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公開番号2025134721
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2025089473,2022523123
出願日2025-05-29,2020-10-21
発明の名称分光器
出願人イージーザフス,エルエルシー
代理人弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
主分類G21K 1/06 20060101AFI20250909BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】分光器において、結晶分析器と検出器を遠隔式に定位させることを可能にする。
【解決手段】第1の電動機は、結晶分析器を位置決めするために第1のアームを回転させるように構成され、第2の電動機は、第3のアームおよび第2のアームを介して、検出器を位置決めするために第4のアームを回転させるように構成され、第1の電動機および第2の電動機は独立して動作し、検出器と結晶分析器が第1の軸の周りを回動するように、かつ互いに独立して移動することを可能にする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
検出器と結晶分析器とを具備する分光器であって；前記結晶分析器が第１のアームに動
作可能に取り付けられ；前記検出器が第２のアームに動作可能に取り付けられ；前記第１
のアームと前記第２のアームが連結され；前記検出器と結晶分析器が第１の軸の周りを回
動するように、かつ互いに独立して移動する、分光器。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記軸が、半径を有するローランド（Ｒｏｗｌａｎｄ）円上の中心にある、請求項１に
記載の分光器。
【請求項３】
前記結晶分析器と前記検出器がローランド円に正接するように、前記第１のアームと前
記第２のアームが構成される、請求項２に記載の分光器。
【請求項４】
前記ローランド円が鉛直面上にある、請求項３に記載の分光器。
【請求項５】
前記ローランド円が水平面上にある、請求項４に記載の分光器。
【請求項６】
試料ホルダをさらに具備し、前記試料ホルダが、線源と前記結晶分析器との間の放射経
路に沿って位置する、請求項１に記載の分光器。
【請求項７】
試料ホルダをさらに具備し、前記試料ホルダが、前記結晶分析器と前記検出器との間の
放射経路に沿って位置する、請求項１に記載の分光器。
【請求項８】
試料が、前記結晶分析器によるブラッグ回折の受光領域の範囲内にある、請求項１に記
載の分光器。
【請求項９】
前記放射源が、前記結晶分析器によるブラッグ回折の受光領域の範囲内にある、請求項
１に記載の分光器。
【請求項１０】
アクチニド元素を研究するのに使用される、請求項１に記載の分光器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月２１日に出願された米国仮出願６２／９２４００９号を優
先し、その全体が参照により援用される。
続きを表示（約 2,800 文字）【０００２】
連邦政府出資の研究または開発に関する記載
該当なし
【０００３】
コンパクトディスク上で提出された資料の参照による援用
該当なし
【背景技術】
【０００４】
分光器（以下、「分光器」）は、定量分析を行うための対象となっているＸ線を分離す
るのに使用されている。波長分散型蛍光分光法の一般的な過程は、まず、線源、例えばＸ
線管もしくはシンクロトロンビームからの入射Ｘ線、または、電子、陽子、もしくはイオ
ンのビームなど入射する粒子放射を用いて、特定元素に特徴的なＸ線の生成を誘導するこ
とである。試料中でいったんＸ線が生成されると、定まった格子間隔を有する結晶分析器
を用いてそれらのＸ線が選択される。試料からのＸ線が、結晶分析器に特定の角度で当た
ると、ブラッグの法則を満たす波長のＸ線だけが回折する。試料の位置と照射領域の大き
さを制御することにより、エネルギー帯域を有し試料の異なる領域から放射されているＸ
線を、結晶分析器と相互作用させて回折させることができる。ローランド（Ｒｏｗｌａｎ
ｄ）円の幾何学的配置では、Ｘ線をローランド円形上に再結像させるさいにＸ線がそれら
のエネルギーによって空間的に選別されるようにして、回折が生じる。これを、位置感応
型Ｘ線検出器（以下、検出器）と組み合わせ、この円上に検出器を置くことによってこれ
らの再結像させたＸ線が測定され、検出器上で測定されたＸ線が、再結像位置とエネルギ
ーの関係を用いて特定のエネルギーに割り当てられる。あるいは、単一チャネル検出器（
位置感応型ではない）を使用する場合には、分光器は、ポイント・ツー・ポイント・フォ
ーカスモード（ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔｆｏｃｕｓｍｏｄｅ）で動作させるこ
とができ、このモードでは、単一のＸ線エネルギーが各点ごとに検出器によって測定され
る。
【０００５】
ローランド円の幾何学的配置では、ローランド円は、結晶分析器の位置によって定めら
れ、検出器は、理想的にはこの円に正接する必要がある。いったんローランド円が定まる
と、分析されるＸ線が検出器に向かって回折するには、試料と検出器を結晶分析器に対し
て対称に配置しなければならない。一般に、試料は、励起用Ｘ線または入射ビームの位置
が固定されていることが原因で固定されているので、結晶と検出器の角度を変更して、試
料または線源からのＸ線のブラッグ角と、測定されているエネルギー領域とを変更しよう
とすると、結晶分析器と検出器の両方を移動させてローランドの幾何学的配置を維持しな
ければならない。
【０００６】
よって、分光器によって試料の様々な元素の蛍光線を分析することは、結晶分析器と検
出器を常に定位させ直す必要がある。これらの構成要素を正確に定位させることのできる
、そして必要に応じて定位させ直すことのできる分光器を求める要求がある。また、定位
させ直す装置は、真空または不活性空気のグローブボックスまたはチャンバなどの環境に
おいて、その環境を乱すことなく分光器の定位を可能にする。ある実施形態では、不活性
空気のグローブボックスまたはチャンバは、ヘリウムで満たされている。別の実施形態で
は、分光器は、真空チャンバまたはヘリウムで満たされたチャンバ内に設置され、このよ
うな分光器には、主に２つの用途がある。第一に、この分光器は、試料から放射されてい
るＸ線光子のエネルギースペクトルを測定するのに使用される場合がある。この蛍光Ｘ線
分光法は、非常に高いエネルギー分解能で実行される場合には、Ｘ線発光分光法（ＸＥＳ
）として知られている。この方法は、Ｘ線が試料に入射する故に実行することができるも
のであり、あるいは、電子や他の荷電粒子が試料に入射する場合にも、例えば電子顕微鏡
、または陽子誘起ＸＥＳ用のシステムにおいても、実行することができる。第二に、Ｘ線
管または線源は、Ｘ線源自体によって放射されている光子エネルギーのスペクトルが検出
器上に形成されるように、分光器の入口に向けられる場合がある。
【０００７】
この場合には試料は、線源と分析器、または分析器と検出器の間に挿入される。よって
、試料の挿入に起因するスペクトル強度の変化を分析して、試料のＸ線吸収微細構造（Ｘ
ＡＦＳ）を決定することができる。本明細書に記載されるのは、結晶分析器および検出器
を操作してそれらを定位させるプラットフォームを有する分光器である。
【発明の概要】
【０００８】
本明細書に記載される発明は、結晶分析器と検出器を遠隔式に定位させることを可能に
する構成要素を有する分光器である。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しつつなされる、好ましい実施形態の
以下の詳細な記載（図面が確定した時点で確定する）において明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、分光器の側面図であり；
図２ａは、分光器の上面図であり；
図２ｂは、分光器の実施形態を示す斜視図であり；
図２ｃは、分光器の実施形態を示す側面図であり；
図３は、分光器の実施形態を示す側面図であり；
図４ａは、分光器の実施形態を示す側面図であり；
図４ｂは、分光器の実施形態を示す側面図であり；
図５は、分光器の実施形態を示す側面図であり；
図６は、分光器の実施形態を示す環境図であり；
図７ａは、分光器を用いて取得された特性Ｘ線スペクトルの例を示し；
図７ｂは、分光器を用いて取得された特性Ｘ線スペクトルの別の例を示し；
図７ｃは、分光器を用いて取得された特性Ｘ線スペクトルの別の例を示し；
図８ａは、８０°のブラッグ角を示す分光器の例示的な実施形態であり；
図８ｂは、７０°のブラッグ角を示す分光器の例示的な実施形態であり；
図８ｃは、６０°のブラッグ角を示す分光器の例示的な実施形態であり；
図８ｄは、５０°のブラッグ角を示す分光器の例示的な実施形態である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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