蛍光 X 線分析 - SLit-J

蛍光 X 線分析
X-ray Fluorescence Analysis (XRF)
●高い精度で試料に含まれる元素の定性・定量分析が可能
●簡便な測定手法であり、蛍光 X 線スペクトルの解釈は比較的容易
●マイクロビームを用いた高分解能マッピングによる元素分布のイメージング
測定原理 X 線を試料に照射すると、試料に含
まれる元素の、電子のエネルギー準位差に対応
した蛍光 X 線が放出される。蛍光 X 線のエネ
ルギーは元素に固有であるため、得られた蛍光
X 線スペクトルより、試料を構成する元素に関
する情報を得ることが出来る。
得られる情報蛍光 X 線のエネルギーから、
試料を構成する元素の同定が可能となる。また
蛍光Ｘ線強度は試料中の元素濃度に比例するの
で、その強度から元素濃度を求めることができ
る。蛍光 X 線スペクトルのピークシフト・非対
図 1. 生体試料の XRF 測定 (KEK, BL12C)*1
称性や半値幅の違いからは、化学結合状態に関
する情報が得られる。
特徴固体・液体試料の測定が可能である。測定のダイナミックレンジが広く、主成分から微
量元素(ppm)までの分析が可能であり、定量精度が高い(0.1%程度)。得られる蛍光Ｘ線スペク
トルは比較的単純であり、解釈が容易である。
応用例茶葉中の金属元素の蛍光 X 線分析 (SPring-8) :味覚および栄養価の観点から、重要な
要素である Fe, Mn, Zn 等の元素含有量を XRF により分析し、茶葉の品質評価に応用
http://www.spring8.or.jp/ext/ja/iuss/htm/text/06file/safety_security_anal_eval-1/ito_kyoto.pdf
図 2.蛍光 X 線スペクトルの例*2
図 3. モエジマシダ切片中の元素マッピング*3
東北放射光施設における展開波長が選択可能な高輝度放射光を用いることにより、分析感
度のオーダーは ppb レベルまで上昇する。集光系を利用したマイクロビームにより、高感度の
微小部分析を容易に行なうことが出来る
既存ビームラインとの基本スペック比較
XRF
SLiT-J
BL-02
BL-03
BL-04
光源
アンジュレータ
アンジュレータ
アンジュレータ
エネルギー範囲[keV]
0.1～3
3～30
0.1～3
エネルギー分解能 ΔE/E
～10-4
～10-4
～10-4
ビームサイズ [μm]
～1
<0.1
<0.1
光子数(集光位置) [photons/sec]
～1013
～1010
～1010
XRF
SPring-8
KEK (PF ring)
BL27SU-B/C
BL16XU
BL-4A
光源
アンジュレータ
アンジュレータ
偏向電磁石
エネルギー範囲[keV]
2.1～3.3/0.17～2.2
4.5～40
6～20
エネルギー分解能 ΔE/E
～10-4
～10-4
～10-4
ビームサイズ [μm]
15×15/10×200
1000×1000(非集光時)/1×1(集光時)
5×5
光子数(集光位置) [photons/sec]
～1011
～1012(非集光時)/～1010(集光時)
～1010
*1 : https://www.kek.jp/ja/Facility/IMSS/PF/PFRing/XAFS/
*2 : http://www.nanoscience.co.jp/application_notes/surface_analysis04_next.html
*3 : http://www.rada.or.jp/database/home4/normal/ht-docs/member/synopsis/020265.html

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