专利名称：荧光x射线分析方法
技术领域：
本发明涉及采用所谓的散射线内标法的荧光X射线分析方法。
背景技术：
在过去，在荧光X射线分析方法中，比如，在求出矿物试样中的金属(分析对象元素)的比例时，为了减少基于共存元素的分析对象元素的荧光X射线的吸收的影响，有采用强度比的方法，该强度比为分析对象元素的荧光X射线的强度和一次X射线的特性X射线的康普顿散射线的强度比(参照专利文献1、2)。该方法为，采用作为内标线的一次X射线的特性X射线的康普顿散射线的散射线内标法。在此场合，人们知道，一次X射线的特性 X射线的康普顿散射线的强度，与分析对象元素的荧光X射线的质量吸收系数近似地成反比，这一点表明该康普顿散射线作为内标线是有效的(参照非专利文献1)。另外，还具有作为内标线采用分析线的波长附近的背景()” "”)K )，即，分析对象元素的荧光X 射线的光谱的末端的波长的散射线的方法(参照专利文献2、3，非专利文献2)。
现有技术文献 专利文献 专利文献1 日本特开平10-82749号公报(第0037 0040段) 专利文献2 日本特许第3569734号公报(第0039，0036，0075段) 专利文献3 日本特开2008-298679号公报(第0001 0005，0024段) 非专利文献 非专利文献1 片岡由行、外3名、“(研究報告)銅製鍊(二杉It 6 It I^X線分析”， X線分析ο進步，1981，第13集，P. 145-152 非专利文献2 理学電機工業株式会社応用技術力 > 夕一著，“蛍光X線分析実習歹矢^卜”，四訂初版，理学電機工業株式会社，1997年2月，p. 37
发明内容
但是，相对油类、有机溶液、水溶液等的试样，S卩，以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢(均为无法事实上测定荧光X射线的所谓的非测定元素)为主成分的液体试样，适用上述现有技术，计算如油中的硫磺(原子序号在9 20的范围内的分析对象元素)的浓度 (比例)，即使在该情况下，因在试样中仍大量地包含非测定元素，内标线无法正确地反映试样的组成，由此，无法正确地求出分析对象元素的浓度。
本发明是针对上述现有的问题而提出的。目的在于提供下述的方法，在采用散射线内标法的荧光X射线分析方法中，其可正确地计算以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢为主成分的液体试样的原子序号9 20的分析对象元素的浓度。
本申请发明人发现，如果内标线采用一次X射线的连续X射线的散射线，并且该一次X射线的连续X射线的散射线的波长按照下述方式设定，则内标线可正确地反映试样的组成，可正确地计算分析对象元素的浓度，由此，得出本发明，该方式为该一次X射线的连续X射线的散射线的波长短于由上述原子序号在9 20的范围内的分析对象元素产生的荧光X射线的波长，并且在上述液体试样的组成的变化范围内，上述一次X射线的连续X射线的散射线的测定强度和质量吸收系数成反比。
S卩，本发明的荧光X射线分析方法是这样的，首先，对以碳、氧和氮中的至少一个元素以及氢为主成分的液体试样照射一次X射线，测定由上述液体试样中的原子序号9 20的各元素产生的荧光X射线的强度、在上述液体试样中散射的一次X射线的连续X射线的散射线的强度，根据由上述各元素产生的荧光X射线的测定强度和上述一次X射线的连续X射线的散射线的测定强度的比，计算上述液体试样中的元素的浓度。在这里，上述一次 X射线的连续X射线的散射线的波长按照下述方式设定，该方式为其短于由上述各元素产生的荧光X射线的波长，并且在上述液体试样的组成的变化范围内，上述一次X射线的连续 X射线的散射线的测定强度和质量吸收系数成反比。
按照本发明的方法，相对以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢为主成分的液体试样，作为内标线适用于散射线内标法，该散射线内标法像上述那样采用设定了波长的一次X 射线的连续X射线的散射线，由此，内标线可正确地反映液体试样的组成，可正确地计算原子序号9 20的分析对象元素的浓度。
在本发明的方法中，上述一次X射线的连续X射线的散射线的波长最好设定在 0. 1042nm 0. 2505nm的范围内。另外，相对上述液体试样中的原子序号15 17的元素， 上述一次X射线的连续X射线的散射线的波长最好设定在0. 123nm 0. 193nm的范围内。
根据参照附图的下述的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，其不应用于确定本发明的范围。本发明的范围通过权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一部分。
图1为表示本发明的一个实施形式的荧光X射线分析方法所采用的装置的概略图； 图2为表示在油等的液体试样中，针对波长为0. 1607nm的一次X射线的连续X射线的散射线而调查的测定强度和质量吸收系数的倒数之间的关系的图； 图3为与图2相同，表示针对波长为0. 2776nm的一次X射线的连续X射线的散射线而调查的关系的图； 图4为表示一次X射线的连续X射线的散射线的侵入深度和检测范围的概念图； 图5A为表示即使增加试样量的情况下，测定强度和理论强度处于直线关系的例子的图； 图5B为表示即使增加试样量的情况下，测定强度和理论强度处于直线关系的另一例子的图； 图6为表示如果增加试样量，测定强度和理论强度脱离直线关系的例子的图； 图7为表示油类、有机溶剂等的液体试样，特别是不进行补偿而制作的硫磺的标准曲线的图； 图8为表示油类、有机溶剂等的液体试样，进行本发明的散射线内标补偿而制作的硫磺的标准曲线的图； 图9为表示针对润滑油等的液体试样，钙为基体补偿的添加补偿元素，进行本发明的散射线内标补偿而制作的硫磺的标准曲线的图； 图10为表示各种油为液体试样，进行本发明的散射线内标补偿而获得的硫磺的装置灵敏度曲线的图； 图11为表示进行本发明的散射线内标补偿而制作的500ppm等级的硫磺的标准曲线的图，该图显示作为内标线使用的一次X射线的连续X射线的散射线的波长的倒数1/ λ (1/nm)和正确度(ppm)的相关性。
具体实施例方式下面对本发明的一个实施形式的荧光X射线分析方法进行说明，首先，针对该方法所采用的装置，根据附图而进行说明。如图1所示，该装置包括载设试样3的试样台8、X 射线管等的X射线源1和检测机构9，该X射线源1对试样3照射一次X射线2，该检测机构9测定由试样3产生的荧光X射线4和散射线12的强度。检测机构9由分光元件5和检测器7构成，该分光元件5对由试样3产生的荧光X射线4和散射线12进行分光，该检测器7针对经过分光的荧光X射线6或散射线13分别测定其强度。另外，也可不采用分光元件5，而将能量分辨率高的检测器作为检测机构。即，本实施形式的荧光X射线分析方法所采用的装置既可为波长分散型，也可为能量分散型。另外，对试样3照射的一次X射线2 既可为来自上方的顶面照射，也可为来自下方的底面照射。
该装置还包括计算机等的计算机构10，其根据从通过检测机构9测定的试样3 中的原子序号9 20的各元素产生的荧光X射线4的测定强度，计算试样3的元件浓度； 鼠标、键盘、触摸面板等的输入机构11，用于输入应通过检测机构9测定的荧光X射线4和散射线12的波长、以及应通过计算机构10采用散射线内标法计算试样3的元素的浓度。 在图1中没有具体的图示，但在本实施形式的荧光X射线分析方法中，构成分析对象的是以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢为主成分的液体试样3A(上述主成分的组成也根据液体试样3A而不同)，该液体试样3A以气密方式接纳于具有使X射线透射的窗的周知的保持器中。
如果在输入机构11中输入了 应测定的荧光X射线4和散射线12的波长、以及采用散射线内标法计算试样3中的元素的浓度的内容，则计算机构10根据测定强度的比计算试样3A的元素的浓度，该测定强度的比为在检测机构9中测定的从试样3A中原子序号 9 20的各元素产生的荧光X射线4的测定强度、与通过检测机构9测定的一次X射线的连续X射线的散射线12的测定强度的比。在这里，应测定的一次X射线的连续X射线的散射线12的波长按照下述方式设定、进行输入，该方式为一次X射线的连续X射线的散射线 12短于从上述各元素产生的荧光X射线4的波长，并且在上述液体试样3A中的组成的变化范围内，一次X射线的连续X射线的散射线12的测定强度和质量吸收系数成反比。更具体地说，应测定的一次X射线的连续X射线的散射线12的波长设定在0. 1042nm 0. 2505nm的范围内，进行输入。
即，本发明的实施形式的荧光X射线分析方法为下述方法，其中，首先，对以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢为主成分的液体试样3A照射一次X射线2，测定从液体试样3A 中的原子序号9 20的各元素产生的荧光X射线4的强度、以及在液体试样3A中散射的一次X射线的连续X射线的散射线12的强度，根据从各元素产生的荧光X射线4的测定强度和一次X射线的连续X射线的散射线12的强度的比，计算液体试样3A的元素的浓度。在这里，一次X射线的连续X射线的散射线12的波长按照下述方式设定，该方式为其短于由上述各元素产生的荧光X射线4的波长，并且在上述液体试样3A中的组成的变化范围内， 一次X射线的连续X射线的散射线12的测定强度和质量吸收系数成反比，更具体地说，设定在0. 1042nm 0. 2505nm的范围内。
下面对作为内标线，采用这样的波长的一次X射线的连续X射线的散射线的理由进行说明。针对以油类、有机溶剂、水溶液等以碳、氧和氮中的至少一个元素和氢为主成分的液体试样，在适用散射线内标法，计算作为硫磺等的轻元素(在本发明中，指原子序号 9 20的元素)的分析对象元素的浓度的场合，首先，针对用作内标法的散射线，康普顿散射和汤姆逊散射的散射能的比例是重要的。
康普顿散射能在原子序号2以上的元素中差异较小，但是，由于氢仅仅具有其它元素的约2倍的散射能，故在包含大量氢的试样中，Rh-Ka射线的康普顿散射线的该一次 X射线的特性X射线的散射线无法用作内标线。另一方面，由于一次X射线的连续X射线的散射线包括康普顿散射线和汤姆逊散射线这两者，故在下面对作为内标线的使用进行研究。首先，试样针对X射线为有限厚度时的连续X射线的散射线的强度，可简单地像下述 (1)式那样表示。
(数学公式1)
权利要求
1.一种荧光X射线分析方法，其中对以碳、氧和氮中的至少一个元素以及氢为主成分的液体试样照射一次X射线； 测定由上述液体试样中的原子序号9 20的各元素产生的荧光X射线的强度、在上述液体试样中散射的一次X射线的连续X射线的散射线的强度；根据由上述各元素产生的荧光X射线的测定强度和上述一次X射线的连续X射线的散射线的测定强度的比，计算上述液体试样中的元素的浓度，其特征在于，上述一次X射线的连续X射线的散射线的波长按照下述方式设定，该方式为其短于由上述各元素产生的荧光X射线的波长，并且在上述液体试样的组成的变化范围内，上述一次X射线的连续X射线的散射线的测定强度和质量吸收系数成反比。
2.根据权利要求1所述的荧光X射线分析方法，其中，上述一次X射线的连续X射线的散射线的波长设定在0. 1042nm 0. 2505nm的范围内。
3.根据权利要求1所述的荧光X射线分析方法，其中，相对上述液体试样中的原子序号 15 17的元素，上述一次X射线的连续X射线的散射线的波长设定在0. 123nm 0. 193nm 的范围内。
全文摘要
本发明涉及一种荧光X射线分析方法，其中对以碳、氧和氮中的至少一个元素和以氢为主成分的液体试样(3A)照射一次X射线(2)，测定由液体试样(3A)中的原子序号9～20的各元素产生的荧光X射线(4)的强度、以及在液体试样(3A)中散射的一次X射线的连续X射线的散射线(12)的强度，根据由各元素产生的荧光X射线(4)的测定强度和一次X射线的连续X射线的散射线(12)的测定强度的比，计算液体试样(3A)的元素的浓度，一次X射线的连续X射线的散射线(12)的波长按照下述方式设定，该方式为其短于由各元素产生的荧光X射线(4)的波长，并且在液体试样(3A)的组成的变化范围内，一次X射线的连续X射线的散射线(12)的测定强度和质量吸收系数成反比。
文档编号G01N23/223GK102187208SQ20108000293
公开日2011年9月14日 申请日期2010年7月1日 优先权日2009年9月7日
发明者渡边健二, 片冈由行, 山田康治郎, 森川敦史 申请人:株式会社理学