2022 Fiscal Year Annual Research Report
X-ray fluorescence analysis harmless to cultural heritages for the next 100-1,000 years
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18H00753
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小栗 慶之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (90160829)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 純 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90302984)
羽倉 尚人 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (00710419)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 蛍光X線分析 / 陽子線励起X線放出 / 吸収端 / 検出下限 / 放射線損傷 / 吸収線量 / 文化財 / 無機系顔料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，まず一次X線発生用Ge（KαX線エネルギー = 9.88 keV）標的，X線レンズ，Cu（K吸収端エネルギー = 8.98 keV）含有測定試料，及びX線検出器全てを一体化して固定できる専用アダプターを製作し，加速器のビームラインに取り付けてXRF測定を行ったところ，X線収量の再現性が向上し安定に測定できるようになった．次に日本画用鉱物系青色顔料に含まれるCu化合物を模擬した硫酸銅と絵具の基材（膠）を模擬したゼラチンを混合して標準試料を作製した．これらを測定して濃度・蛍光X線カウント間の検量線を作成した．Cu濃度ゼロの試料よりバックグラウンドデータも取得した．これらのデータからCuの検出下限として80 ppmを得た．次に測定した入射一次X線スペクトルと試料のエネルギー吸収係数から試料が受ける吸収線量を計算し，14 mGyを得た．一方，比較のためX線源を電子線励起の小型X線管に置き換えた装置系を作製して同じ測定を行ったところ，陽子線励起の場合よりも一次X線強度が大きく統計精度が良いため，検出下限は32 ppmに達した．しかし線量は430 mGyに増大した．そこで「吸収線量×測定面積×検出下限の2乗」で定義される性能指数を導入して両者を比較したところ，陽子線励起単色X線を用いると同じ検出下限性能を得るための線量を1/5程度に低減できることが明らかとなった．次にCu系及びCo（K吸収端エネルギー = 7.71 keV）系青色顔料が混合して使用された場合を想定し，Cuを含む岩群青（アズライト）とCoを含む花紺青（スマルト）をゼラチン基材に混合し麻紙に塗布して模擬試料を作製した．これを一次X線発生用Cu（KαX線エネルギー = 8.04 keV）標的及びGe標的を用いてXRF測定したところ，Cu標的を用いるとCoのみを選択的に高精度・低線量で測定できることが分かった．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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