γ線励起X線スペクトロメトリにもとづく高原子番号元素濃度計測法の研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61460150
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 榎本 茂正 豊橋技科大, 工学部, 教授 (00124727)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東山 禎夫 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (50144209)
• Keywords: γ線源 / 蛍光X線分析 / 高Z元素 / Ge半導体検出器 / KX線 / Compton / 散乱

Research Abstract

【^(137)Cs】線源(【T_(1/2)】:30年,662key γ線)と高純度Ge半導体検出器を用いる蛍光X線法による高Z元素濃度計測に関する基礎研究を行った。この場合のγ線、およびKX線エネルギーが高いため、試料容器や試料自身による吸収が少なく、容器中の試料をそのままの状態で測定できる。反面、X線励起効率が低くく、バックグランドの原因となるCompton散乱線が多いなどの問題がある。この場合のバックグランドを低減してS/N比を改善し、測定精度を向上させるため、第一に、γ線照射器-試料-検出器の3者を散乱角が大きくなるように配置し、第二に、KX線と散乱線に対する試料の減衰係数の相異を考慮して、S/N比が良くなるような適度の試料厚さとなる容器を使用した。
実験の結果、検量線としての高Z元素含有量-KX線計数値特性の試料状態(たとへば密度,粒度,水分率など)による影響が大きいため、散乱角を大きくとっても十分な計数を示すCompton散乱線とKX線との計数比をとる方法を用いた。すなわち、高Z元素含有量-KX線/Compton散乱線計数比特性によって試料状態依存性を減少させた。KX線計数値にもとづく検量線、ならびにKX線/Compton散乱線計数比にもとづく検量線を利用する両者の方法について測定精度を比較、検討した結果、後者の方がKX線とCompton散乱線計数両方の統計変動が関与するため、若干精度が悪くなる。したがって、試料状態の変化があまりないオフライン測定ではKX線計数にもとづく方法を、試料状態が刻々変化するおそれのあるオンライン測定では計数比を用いる方法が適当である。
KX線計数(300秒測定)により、W,Pb,U含有量4wt%以上の水溶液,粉末、あるいは合金試料に対し、相対精度(1の)3%以下で濃度計測が可能である。