特開 2023-163150 Ｘ線光学素子及びその製造方法、並びにＸ線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163150

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】Ｘ線光学素子及びその製造方法、並びにＸ線照射装置

(51)【国際特許分類】

   G21K 1/00 20060101AFI20231101BHJP

   G21K 5/02 20060101ALI20231101BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20231101BHJP

   B22F 10/28 20210101ALN20231101BHJP

   B22F 10/12 20210101ALN20231101BHJP

【ＦＩ】

G21K1/00 X

G21K5/02 X

B33Y10/00

B22F10/28

B22F10/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067825

(22)【出願日】2023-04-18

(31)【優先権主張番号】P 2022072937

(32)【優先日】2022-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福本 彰太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 史雄

(72)【発明者】

【氏名】益田 紀彰

【テーマコード（参考）】

4K018

【Ｆターム（参考）】

4K018CA44

4K018EA51

4K018EA60

(57)【要約】

【課題】Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる、Ｘ線光学素子を提供する。
【解決手段】Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子１であって、複数の管状部材２を備え、複数の管状部材２は、それぞれ、異なる内径を有し、複数の管状部材２は、共通の回転対称軸Ｏを有する、回転対称体である、Ｘ線光学素子１。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子であって、
複数の管状部材を備え、
前記複数の管状部材は、それぞれ、異なる内径を有し、
前記複数の管状部材は、共通の回転対称軸を有する、回転対称体である、Ｘ線光学素子。

【請求項2】

前記複数の管状部材が同心円状に配置されている、請求項１に記載のＸ線光学素子。

【請求項3】

前記Ｘ線光学素子は、光軸方向において対向している、第１の端面及び第２の端面を有し、
前記Ｘ線光学素子は、前記回転対称軸上に設けられている、貫通孔を有し、
前記貫通孔は、前記第１の端面から前記第２の端面に至るように設けられている、請求項２に記載のＸ線光学素子。

【請求項4】

前記貫通孔の最大となる内径が、２０００μｍ以下である、請求項３に記載のＸ線光学素子。

【請求項5】

前記Ｘ線光学素子は、前記複数の管状部材を連結している、連結部を有し、
前記連結部は、光軸方向に直交する方向に延びている、請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線光学素子。

【請求項6】

前記Ｘ線光学素子の前記光軸方向に直交する断面において、前記連結部が設けられる箇所が１２箇所以下である、請求項５に記載のＸ線光学素子。

【請求項7】

Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子の製造方法であって、
３Ｄプリンタを用いて材料を造形することにより、Ｘ線光学素子を形成する工程を備える、Ｘ線光学素子の製造方法。

【請求項8】

請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線光学素子の製造方法であって、
３Ｄプリンタを用いて材料を造形することにより、Ｘ線光学素子を形成する工程を備える、Ｘ線光学素子の製造方法。

【請求項9】

前記管状部材の内面を平滑にする工程をさらに備える、請求項８に記載のＸ線光学素子の製造方法。

【請求項10】

前記管状部材の内面にコーティング処理を施し、金属膜を形成する工程をさらに備える、請求項９に記載のＸ線光学素子の製造方法。

【請求項11】

Ｘ線照射源と、
請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線光学素子と、
を備える、Ｘ線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線光学素子、Ｘ線光学素子の製造方法、及びＸ線光学素子を用いたＸ線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線は、Ｘ線回折装置や蛍光Ｘ線分析装置等による分析分野、あるいはレントゲンや放射線治療等による医療分野で広く用いられている。近年では、これらの分野における技術の発展に伴い、必要な個所のみに高強度のＸ線を照射する技術が求められている。しかしながら、Ｘ線は、可視光線のように一般的なレンズによる屈折を利用した進行方向の制御が難しく、微小部に高強度のＸ線を照射することが難しいという問題がある。そこで、Ｘ線モノキャピラリレンズや、Ｘ線マルチキャピラリレンズのようなＸ線光学素子を用いてＸ線の進行方向を制御し、Ｘ線を集光する方法が検討されている（例えば、特許文献１や特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平０７－０１１６００号公報

【特許文献2】特公平０７－０４００８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、Ｘ線モノキャピラリレンズは、回転楕円体の両端を切断した形状を有する単管により構成されている。Ｘ線モノキャピラリレンズでは、この単管の内部をＸ線ごとに１回全反射させることにより、Ｘ線の進行方向を制御し、Ｘ線を集光させている。

【0005】

また、Ｘ線マルチキャピラリレンズは、微細管が数百～数十万本束ねられて構成されている。Ｘ線マルチキャピラリレンズでは、各微細管の内壁面においてＸ線を複数回全反射させることにより、Ｘ線の進行方向を制御し、Ｘ線を集光させている。

【0006】

しかしながら、従来のＸ線モノキャピラリレンズや、Ｘ線マルチキャピラリレンズによっても、被照射物に照射するＸ線の強度をなお十分に高めることが難しいという問題がある。

【0007】

本発明の目的は、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる、Ｘ線光学素子、Ｘ線光学素子の製造方法、及びＸ線光学素子を用いたＸ線照射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するＸ線光学素子、Ｘ線光学素子の製造方法、及びＸ線光学素子を用いたＸ線照射装置の各態様について説明する。

【0009】

本発明の態様１に係るＸ線光学素子は、Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子であって、複数の管状部材を備え、前記複数の管状部材は、それぞれ、異なる内径を有し、前記複数の管状部材は、共通の回転対称軸を有する、回転対称体であることを特徴としている。なお、本発明におけるＸ線は、波長１０ｎｍ以下の広義の電磁波を意味し、一般的なＸ線に加えてγ線等も含む意味で使用されるものとする。

【0010】

態様２に係るＸ線光学素子は、態様１において、前記複数の管状部材が同心円状に配置されていることが好ましい。

【0011】

態様３に係るＸ線光学素子は、態様１又は態様２において、前記Ｘ線光学素子は、光軸方向において対向している、第１の端面及び第２の端面を有し、前記Ｘ線光学素子は、前記回転対称軸上に設けられている、貫通孔を有し、前記貫通孔は、前記第１の端面から前記第２の端面に至るように設けられていることが好ましい。

【0012】

態様４に係るＸ線光学素子は、態様１から態様３のいずれか一つの態様において、前記貫通孔の最大となる内径が、２０００μｍ以下であることが好ましい。

【0013】

態様５に係るＸ線光学素子は、態様１から態様４のいずれか一つの態様において、前記Ｘ線光学素子が、前記複数の管状部材を連結している、連結部を有し、前記連結部は、光軸方向に直交する方向に延びていることが好ましい。

【0014】

態様６に係るＸ線光学素子は、態様５において、前記Ｘ線光学素子の前記光軸方向に直交する断面において、前記連結部が設けられる箇所が１２箇所以下であることが好ましい。

【0015】

本発明の態様７に係るＸ線光学素子の製造方法の広い局面では、Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子の製造方法であって、３Ｄプリンタを用いて材料を造形することにより、Ｘ線光学素子を形成する工程を備えることを特徴としている。

【0016】

本発明の態様８に係るＸ線光学素子の製造方法の他の広い局面では、態様１から態様６のいずれか一つの態様に従って構成されるＸ線光学素子の製造方法であって、３Ｄプリンタを用いて材料を造形することにより、Ｘ線光学素子を形成する工程を備えることを特徴としている。

【0017】

態様９に係るＸ線光学素子の製造方法は、態様７又は態様８において、前記管状部材の内面を平滑にする工程をさらに備えることが好ましい。

【0018】

態様１０に係るＸ線光学素子の製造方法は、態様７から態様９のいずれか一つの態様において、前記管状部材の内面にコーティング処理を施し、金属膜を形成する工程をさらに備えることが好ましい。

【0019】

本発明の態様１１に係るＸ線照射装置は、Ｘ線照射源と、態様１から態様６のいずれか一つの態様に従って構成されるＸ線光学素子とを備えることを特徴としている。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる、Ｘ線光学素子、Ｘ線光学素子の製造方法、及びＸ線光学素子を用いたＸ線照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的斜視図である。

【図2】図１のＸ線光学素子において、光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図3】図１のＸ線光学素子において、光軸方向に沿う方向における断面を示す模式的断面図である。

【図4】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線光学素子の反射面の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、従来のＸ線マルチキャピラリレンズの反射面の一例を示す模式図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。

【図6】本発明の第３の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。

【図7】本発明の第４の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。

【図8】本発明の第５の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るＸ線照射装置を示す模式的断面図である。

【図10】実施例２で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図11】実施例３で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図12】実施例４で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図13】実施例５で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図14】実施例６で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図15】実施例７で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【図16】実施例１～３及び比較例１で作製したＸ線光学素子のＸ線強度測定結果を示す図である。

【図17】実施例１及び実施例５で作製したＸ線光学素子のＸ線強度測定結果を示す図である。

【図18】実施例４、実施例６、及び実施例７で作製したＸ線光学素子のＸ線強度測定結果を示す図である。

【図19】従来のＸ線モノキャピラリレンズの一例を示す模式的断面図である。

【図20】従来のＸ線マルチキャピラリレンズの一例を示す模式図である。

【図21】（ａ）は、比較例１で作製したＸ線光学素子を示す模式的斜視図であり、（ｂ）は、比較例１で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0023】

［Ｘ線光学素子］
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的斜視図である。図２は、図１のＸ線光学素子において、光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。また、図３は、図１のＸ線光学素子において、光軸方向に沿う方向における断面を示す模式的断面図である。

【0024】

Ｘ線光学素子１は、被照射物へ向けてＸ線を集光させるための素子である。Ｘ線光学素子１は、対向している第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂを有する。第１の端面１ａは、Ｘ線源１０が配置される側の端面である。また、第２の端面１ｂは、Ｘ線を集光する焦点１１側の端面である。なお、各図面においては、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂを結ぶ方向が、Ｘ線光学素子１の長さ方向であり、光軸方向Ｘである。

【0025】

図２に示すように、Ｘ線光学素子１は、複数の管状部材２を有する。複数の管状部材２は、それぞれ、異なる内径を有している。また、複数の管状部材２は、共通の回転対称軸Ｏを有する、回転対称体である。本実施形態において、複数の管状部材２は、同心円状に配置されている。すなわち、本実施形態において、複数の管状部材２は、入れ子状に配置されている。この場合、Ｘ線光学素子１の光軸方向Ｘに沿う方向に対して垂直な任意の断面において、複数の管状部材２が同一断面上にあると好ましく、Ｘ線光学素子１の光軸方向Ｘに沿う方向に対して垂直な任意の断面において、すべての複数の管状部材２が同一断面上にあるとより好ましい。なお、本発明においては、複数の管状部材２が、１つの共通の回転対称軸Ｏを有していればよいが、２以上の共通の回転対称軸を有していてもよい。

【0026】

図３に示すように、Ｘ線光学素子１では、光軸方向Ｘに沿う方向における断面が、略楕円形状である。より具体的には、Ｘ線光学素子１では、楕円形状の光軸方向Ｘに沿う方向における両端部が切断され、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂが形成されている。第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂは、光軸方向Ｘに略直交する方向に延びるように形成されている。Ｘ線光学素子１は、このような断面形状を有する回転楕円体であり、略楕円球形状を有している。

【0027】

本実施形態では、図３に示すように、Ｘ線源１０から発せられたＸ線が、Ｘ線光学素子１の第１の端面１ａ側から入射される。また、第１の端面１ａ側から入射され、Ｘ線光学素子１の内部を通過したＸ線は、第２の端面１ｂ側から出射される。そして、第２の端面１ｂ側から出射されたＸ線は、焦点１１に集光される。

【0028】

本実施形態のＸ線光学素子１は、上記の構成を備えるので、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる。この理由については、従来のＸ線モノキャピラリレンズや、Ｘ線マルチキャピラリレンズと比較して、以下のように説明することができる。

【0029】

図１９は、従来のＸ線モノキャピラリレンズの一例を示す模式的断面図である。なお、図１９は、Ｘ線モノキャピラリレンズの光軸方向に沿う方向における断面図である。図１９に示すＸ線モノキャピラリレンズ１０１は、回転楕円体の両端を切断した形状を有する単管である。Ｘ線モノキャピラリレンズ１０１では、Ｘ線源１１０から発せられたＸ線を、その内部においてＸ線ごとに１回全反射させることにより、焦点１１１に集光させている。しかしながら、このようなＸ線モノキャピラリレンズ１０１では、Ｘ線源１１０から発せられたＸ線のうち多くの部分が、Ｘ線モノキャピラリレンズ１０１の内壁面１０２に当たらずに透過してしまうため、焦点１１１においてＸ線の強度を十分に高められないという問題があった。

【0030】

図２０は、従来のＸ線マルチキャピラリレンズの一例を示す模式図である。図２０に示すＸ線マルチキャピラリレンズ１２１は、内径が２μｍ～数十μｍの微細管１２２が数百～数十万本束ねられて構成されている。Ｘ線マルチキャピラリレンズ１２１では、Ｘ線源から発せられたＸ線を、各微細管１２２の内壁面において複数回全反射させることにより進行方向を制御させ、焦点に集光させている。このようなＸ線マルチキャピラリレンズ１２１では、各微細管１２２に入射した全てのＸ線を制御することができるため、集光させたＸ線の強度を高めることができる。しかしながら、従来のＸ線マルチキャピラリレンズ１２１では、微細管１２２同士の隙間はＸ線の全反射に寄与できないし、微細管１２２の肉厚部分はＸ線を入射させる際の遮蔽部分となることから、集光させたＸ線の強度を十分に高められないという問題があった。

【0031】

これに対して、本実施形態のＸ線光学素子１では、複数の管状部材２が、それぞれ、異なる内径を有しており、しかも複数の管状部材２が、共通の回転対称軸Ｏを有する、回転対称体であることを特徴としている。このようなＸ線光学素子１では、Ｘ線源１０から発せられたＸ線を、管状部材２の内壁面２ａにおいて複数回全反射させることにより進行方向を制御させ、焦点１１に集光させることができる。Ｘ線光学素子１では、管状部材２内に入射したＸ線を広い範囲で制御することができ、特に管状部材２の内周面全体を利用してＸ線を全反射させることができる。そのため、Ｘ線光学素子１では、Ｘ線源１０から発せられたＸ線を効率良く焦点１１に集光させることができ、集光させたＸ線の強度を効率良く高めることができる。なお、本実施形態においては、Ｘ線源１０から発せられたＸ線が、各管状部材２の内壁面２ａで複数回全反射して各管状部材２間を進行し、焦点１１に集光されている。もっとも、本発明においては、各管状部材２の内壁面２ａで１回のみ全反射して各管状部材２間を進行し、焦点１１に集光されてもよい。また、本発明においては、最も内側の管状部材４の内壁面２ａではＸ線が全反射せずに、貫通孔３内をそのままＸ線が進行するように設計されていてもよい。また、各管状部材２と最も内側の管状部材４の形状および／または材質を異ならせてもよい。もっとも、各管状部材２と最も内側の管状部材４の形状および／または材質は、略同一であってもよい。なお、本発明において、各管状部材２と最も内側の管状部材４の形状が異なる場合は、最も内側の管状部材４とそれに最も近い管状部材２との間隔（最も内側の管状部材４と次に内側に配置されている管状部材２との間隔）は、管状部材２間の間隔として採用しないこととする。また、最も内側の管状部材４の形状が円形でない場合、内径は貫通孔３の面積を計測して算出した円相当径を採用することとする。

【0032】

ここで、図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線光学素子の反射面の一例を示す模式図である。図４（ｂ）は、従来のＸ線マルチキャピラリレンズの反射面の一例を示す模式図である。なお、図４（ａ）及び（ｂ）においては、反射面をハッチングで示している。

【0033】

図４（ｂ）に示す従来のＸ線マルチキャピラリレンズでは、各微細管１２２の内周面のうちの一部分のみがＸ線の反射可能な反射面１２２ｂである。また、図４（ｂ）において矢印で示す、微細管１２２同士の隙間はＸ線の全反射に寄与できないことがわかる。一方、図４（ａ）に示す本実施形態のＸ線光学素子では、管状部材２の内周面の略全周にわたってＸ線を反射可能な反射面２ｂが設けられている。なお、管状部材２の外周面を利用してＸ線を反射させてもよい。

【0034】

図２及び図３に戻り、本実施形態において、Ｘ線光学素子１は、中央部に貫通孔３を有している。貫通孔３は、回転対称軸Ｏ上に設けられている。また、貫通孔３は、Ｘ線光学素子１の第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂ間を貫通するように設けられている。このような貫通孔３を設けることにより、Ｘ線光学素子１の中央部においてもＸ線源１０から発せられたＸ線を通過させることができ、それによって被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。もっとも、本発明において、貫通孔３は、必ずしも設けられていなくてもよく、貫通孔３が設けられる箇所が閉じられていてもよい。

【0035】

Ｘ線光学素子１に設けられる貫通孔３の最大となる内径は、好ましくは２０００μｍ以下、より好ましくは１８００μｍ以下、さらに好ましくは１６００μｍ以下、さらにより好ましくは１５００μｍ以下、さらにより好ましくは１２００μｍ以下、さらにより好ましくは１１００μｍ以下、さらにより好ましくは１０００μｍ以下、さらにより好ましくは８００μｍ以下、さらにより好ましくは６００μｍ以下、さらにより好ましくは５００μｍ以下、さらにより好ましくは３００μｍ以下、さらにより好ましくは２００μｍ以下、さらにより好ましくは１００μｍ以下、さらにより好ましくは８０μｍ以下、さらにより好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下、最も好ましくは１０μｍ以下である。貫通孔３の最大となる内径が上記上限値以下である場合、焦点１１においてＸ線をより一層確実に集光させることができる。なお、貫通孔３の内径は、Ｘ線光学素子１を構成する複数の管状部材２のうち最も内側の管状部材４の内径に相当している。また、貫通孔３の最大となる内径とは、光軸方向Ｘに沿う方向において最も貫通孔３の内径が大きくなる位置における貫通孔３の内径のことをいう。また、貫通孔３の最大となる内径は、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、さらに好ましくは０．１μｍ以上、さらにより好ましくは０．３μｍ以上、特に好ましくは０．５μｍ以上、最も好ましくは１μｍ以上である。貫通孔３の最大となる内径が上記下限値以上である場合、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。また、貫通孔３を形成しやすくすることができる。

【0036】

また、Ｘ線光学素子１に設けられる貫通孔３の最小となる内径については、好ましくは１５００μｍ以下、より好ましくは１２００μｍ以下、さらに好ましくは１１００μｍ以下、さらにより好ましくは１０００μｍ以下、さらにより好ましくは８００μｍ以下、さらにより好ましくは６００μｍ以下、さらにより好ましくは５００μｍ以下、さらにより好ましくは３００μｍ以下、さらにより好ましくは２００μｍ以下、さらにより好ましくは１００μｍ以下、さらにより好ましくは８０μｍ以下、さらにより好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下、最も好ましくは１０μｍ以下である。貫通孔３の最小となる内径が上記上限値以下である場合、焦点１１においてＸ線をより一層確実に集光させることができる。また、Ｘ線光学素子１に設けられる貫通孔３の最小となる内径の下限値は特に限定されないが、例えば、０．０１μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上である。貫通孔３の最小となる内径が上記下限値以上である場合、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。また、貫通孔３の最小となる内径が上記下限値以上である場合、貫通孔３を形成しやすくすることができる。なお、貫通孔３の最小となる内径とは、光軸方向Ｘに沿う方向において最も貫通孔３の内径が小さくなる位置における貫通孔３の内径のことをいう。

【0037】

本実施形態において、Ｘ線光学素子１の第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂにおける外径は等しくてもよく、異なっていてもよい。第１の端面１ａにおける外径が大きいほどＸ線光学素子１に入射するＸ線量を増やすことができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。また、第２の端面１ｂにおける外径が小さいほど、Ｘ線光学素子１から被照射物までの距離を縮めることで、Ｘ線の広がりを抑えることができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。

【0038】

本実施形態において、Ｘ線光学素子１は、連結部６を有している。図２に示すように、連結部６は、光軸方向Ｘに直交する方向に延びており、複数の管状部材２同士を連結している。連結部６を設けることにより、Ｘ線光学素子１の機械強度をより一層高めることができる。また、Ｘ線光学素子１の形状を保持し易くすることができる。

【0039】

なお、図３は、連結部６が設けられていない部分の断面図であるため、連結部６が省略されているが、連結部６は、光軸方向Ｘに沿う方向にも延びている。連結部６は、光軸方向Ｘにおいて、第１の端面１ａから第２の端面１ｂまで連続的に延びるように設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。後述の３Ｄプリンタによる製造方法では、連結部６を光軸方向Ｘにおいて部分的に設けることもできる。

【0040】

また、Ｘ線光学素子１では、４箇所において連結部６が設けられている。本発明において、連結部６が設けられる箇所の数は、特に限定されないが、好ましくは１２箇所以下、より好ましくは６箇所以下、さらに好ましくは４箇所以下である。この場合、Ｘ線を入射させる際の遮蔽部分をより一層少なくすることができ、集光させるＸ線の強度をより一層高めることができる。特に、中心に近い周ほど、連結部６による遮蔽の影響が大きくなるため、連結部６の本数が少ないことが好ましい。従って、Ｘ線光学素子１において、連結部６は設けられなくてもよい。連結部６は、Ｘ線光学素子１の機械的強度に応じて１箇所以上に設けられていてもよい。なお、連結部６の肉厚は、例えば、０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、１．０μｍ以上、１５００μｍ以下、１０００μｍ以下、５００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下とすることができる。

【0041】

本実施形態において、Ｘ線光学素子１を構成する管状部材２の個数は、特に限定されない。もっとも、管状部材２は、好ましくは同心円状に２個以上、より好ましくは５個以上、さらに好ましくは１０個以上、さらに好ましくは２０個以上、さらに好ましくは５０個以上、さらに好ましくは１００個以上、特に好ましくは２００個以上、最も好ましくは３００個以上配置することができる。この場合、被照射部に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。なお、管状部材２の個数の上限値は、特に限定されないが、外側の管状部材２ほどＸ線の強度が低下しやすいことを考慮して、好ましくは２０００個以下、より好ましくは１５００個以下、さらに好ましくは１０００個以下とすることができる。また、Ｘ線光学素子１を構成する管状部材２の配置について、各管状部材２の形状が、略円形状である場合、多角形や楕円形など厳密には円形でない場合においても、便宜上、同心円状と表すものとする。

【0042】

また、Ｘ線光学素子１では、管状部材２の肉厚が、好ましくは１５００μｍ以下、より好ましくは１０００μｍ以下、さらに好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは３００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下、最も好ましくは５μｍ以下である。管状部材２の肉厚が上記上限値以下である場合、Ｘ線を入射させる際の遮蔽部分をより一層少なくすることができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。なお、管状部材２の肉厚の下限値は、特に限定されないが、例えば、０．０１μｍとすることができる。

【0043】

なお、複数の管状部材２のうち最も外側の管状部材５の肉厚は、好ましくは５００μｍ以上、より好ましくは１０００μｍ以上である。最も外側の管状部材５の肉厚が上記下限値以上である場合、Ｘ線光学素子１の機械強度をより一層高めることができる。なお、最も外側の管状部材５の肉厚の上限値は、特に限定されないが、例えば、５０００μｍとすることができる。

【0044】

また、最も外側の管状部材５以外の各管状部材２の肉厚は、できる限り同じであることが望ましいが、異なっていてもよい。

【0045】

本実施形態において、各管状部材２の内径は、光軸方向Ｘに直交する方向の外側に配置される管状部材２ほど大きくなっている。また、各管状部材２は、光軸方向Ｘに直交する方向において、等間隔で配置されている。本実施形態のように、各管状部材２を等間隔で配置した場合は、Ｘ線光学素子１を構成する管状部材２の数を多くし易いが、光軸方向Ｘに直交する方向において、各管状部材２間の間隔は、等間隔でなくともよく、特に限定はされない。なお、各管状部材２間の間隔は、各管状部材２間の間隔が等間隔でない場合、各管状部材２間の間隔を平均した値を採用する。

【0046】

また、光軸方向Ｘに直交する方向における各管状部材２間の間隔は、特に限定されないが、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、さらに好ましくは０．１μｍ以上であり、好ましくは１０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下、最も好ましくは１μｍ以下である。各管状部材２間の間隔が上記下限値以上である場合、各管状部材２の内部により一層確実にＸ線を入射させることができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。また、各管状部材２間の間隔が上記上限値以下である場合、Ｘ線光学素子１を構成する管状部材２の個数をより一層多くすることができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。

【0047】

本実施形態において、最外周を除く各管状部材２の肉厚をＴとし、光軸方向Ｘに直交する方向における各管状部材２間の間隔をＤとした場合、これらの比率Ｔ／Ｄは、２．０以下であることが好ましく、１．０以下であることがより好ましく、０．５以下であることがさらに好ましく、０．３以下であることがさらに好ましく、０．１以下であることが特に好ましい。また、比率Ｔ／Ｄは、０．００１以上であることが好ましく、０．０１以上であることがより好ましい。比率Ｔ／Ｄが上記上限値以下の場合、光軸方向Ｘに直交する断面において、Ｘ線の透過光量を増加でき、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。また、比率Ｔ／Ｄが上記下限値以上の場合、各管状部材２の剛性を担保でき、取り扱い時に破損し難くすることができる。

【0048】

本実施形態において、Ｘ線光学素子１に設けられる貫通孔３の最大となる内径をφとしたときに、光軸方向Ｘに直交する方向における各管状部材２間の間隔Ｄとの比率φ／Ｄは、２．０以下であることが好ましく、１．８以下であることがより好ましく、１．５以下であることがさらに好ましく、１．３以下であることがさらにより好ましく、１．０以下であることが特に好ましい。また、比率φ／Ｄは、０．００１以上であることが好ましく、０．０１以上であることがより好ましい。比率φ／Ｄが上記上限値以下の場合、各管状部材２の内部により一層確実にＸ線を入射させることができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。その結果、焦点１１においてＸ線をより一層確実に集光させることができる。また、比率φ／Ｄが上記下限値以上の場合、貫通孔３を形成しやすくすることができる。

【0049】

Ｘ線光学素子１を構成する管状部材２の材料は、特に限定されないが、無機材料であることが好ましい。なかでも、管状部材２の材料は、３Ｄプリンタで造形できる材料であることが好ましく、金属材料であることがより好ましい。管状部材２の材料が金属材料である場合、全反射臨界角を大きくすることができるため、高エネルギー（短波長）のＸ線であっても、進行方向をより確実に制御することができる。なかでも、金属材料は、比重の大きい金属であることが好ましい。このような金属材料としては、例えば、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ等の純金属や、ステンレス、インコネル、アルミ系合金、銅系合金などの合金を用いることができる。なお、管状部材２の材料は、ガラスや樹脂等であってもよい。ガラスとしては、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス等を好適に用いることができる。また、樹脂としては、紫外硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を好適に用いることができる。

【0050】

また、管状部材２の内壁面２ａに金属膜が設けられていてもよい。金属膜の材料としては、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ等を用いることができる。金属膜の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とすることができる。

【0051】

管状部材２の内壁面２ａの算術平均粗さＲａは、特に限定されないが、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以下、特に好ましくは５ｎｍ以下、最も好ましくは２ｎｍ以下である。算術平均粗さＲａが上記上限値以下である場合、全反射できる光線の割合が増え、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。なお、管状部材２の内壁面２ａの算術平均粗さＲａの下限値は、特に限定されないが、例えば、０．１ｎｍとすることができる。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６３３－２００１に準拠して測定することができる。

【0052】

本実施形態において、Ｘ線光学素子１の寸法は、特に限定されない。例えば、Ｘ線光学素子１の第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂにおける外径は、例えば、１ｍｍ以上、３０ｍｍ以下とすることができる。また、Ｘ線光学素子１の光軸方向Ｘに沿う方向における中央部の外径は、例えば、１ｍｍ以上、５０ｍｍ以下とすることができる。また、Ｘ線光学素子１の光軸方向Ｘに沿う長さは、例えば、１０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下とすることができる。

【0053】

本実施形態のＸ線光学素子１によれば、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる。そのため、Ｘ線光学素子１は、例えば、Ｘ線回折装置や、蛍光Ｘ線分析装置、多層薄膜膜厚測定・多層薄膜構造解析・立体物構造解析等による分析分野や、レントゲンや放射線治療等による医療分野、Ｘ線を用いた材料加工等による工業分野において好適に用いることができる。なかでも、Ｘ線光学素子１は、Ｘ線顕微分析などの微小領域における分析により好適に用いることができる。

【0054】

（第２～第４の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。なお、図５は、Ｘ線光学素子２１の光軸方向Ｘに沿う方向における断面図である。また、図５では、連結部２６Ａ，２６Ｂが設けられる箇所の断面図を示している。

【0055】

図５に示すように、Ｘ線光学素子２１は、第１の実施形態におけるＸ線光学素子１の右半分が切断された略半楕円球形状を有している。Ｘ線光学素子２１は、６個の管状部材２２により構成されている。また、Ｘ線光学素子２１は、光軸方向Ｘにおいて対向している第１の端面２１ａ及び第２の端面２１ｂを有する。本実施形態において、第１の端面２１ａの面積は、第２の端面２１ｂの面積よりも小さい。Ｘ線光学素子２１では、第１の端面２１ａ側にＸ線源が配置されていてもよいし、第２の端面２１ｂ側にＸ線源が配置されていてもよい。なお、第１の端面２１ａ側にＸ線源が配置される場合は、第１の端面２１ａ側からＸ線光学素子２１に入射されたＸ線を第２の端面２１ｂ側から平行ビームとして出射することができる。また、第２の端面２１ｂ側にＸ線源が配置される場合は、第２の端面２１ｂ側からＸ線光学素子２１に入射されたＸ線を第１の端面２１ａ側から出射し、焦点に確実に集光することができる。なお、いずれの場合においても、Ｘ線源から発せられたＸ線は、各管状部材２２の内壁面２２ａで複数回全反射して各管状部材２２間を進行する。もっとも、本発明においては、各管状部材２２の内壁面２２ａで１回のみ全反射して各管状部材２２間を進行させてもよい。

【0056】

また、図５に示すように、Ｘ線光学素子２１では、連結部として、点状の連結部２６Ａと、棒状の連結部２６Ｂが設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0057】

図６は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。なお、図６は、Ｘ線光学素子３１の光軸方向Ｘに沿う方向における断面図である。

【0058】

図６に示すように、Ｘ線光学素子３１では、６個の管状部材３２が光軸方向Ｘに沿うように延びており、各管状部材３２が平行に配置されている。従って、Ｘ線光学素子３１は、略円柱形状を有している。また、Ｘ線光学素子３１では、第１の端面３１ａ側からＸ線光学素子３１に入射されたＸ線を第２の端面３１ｂ側から平行ビームとして出射することができる。なお、本実施形態においても、Ｘ線源から発せられたＸ線は、各管状部材３２の内壁面３２ａで複数回全反射して各管状部材３２間を進行する。もっとも、本発明においては、各管状部材３２の内壁面３２ａで１回のみ全反射して各管状部材３２間を進行させてもよい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0059】

図７は、本発明の第４の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。なお、図７は、Ｘ線光学素子４１の光軸方向Ｘに沿う方向における断面図である。

【0060】

図７に示すように、Ｘ線光学素子４１では、略半楕円球形状のＸ線光学素子２１と略円柱形状のＸ線光学素子３１が組み合わせられた構造を有している。Ｘ線光学素子４１では、第１の端面４１ａ側にＸ線源が配置されていてもよいし、第２の端面４１ｂ側にＸ線源が配置されていてもよい。なお、第１の端面４１ａ側にＸ線源が配置される場合は、第１の端面４１ａ側からＸ線光学素子４１に入射されたＸ線を第２の端面４１ｂ側から平行ビームとして出射することができる。また、第２の端面４１ｂ側にＸ線源が配置される場合は、第２の端面４１ｂ側からＸ線光学素子４１に入射されたＸ線を第１の端面４１ａ側から出射し、焦点に確実に集光することができる。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0061】

第２～第４の実施形態のＸ線光学素子においても、複数の管状部材が、それぞれ、異なる内径を有している。また、複数の管状部材は、共通の回転対称軸を有する、回転対称体である。そのため、第２～第４の実施形態のＸ線光学素子によれば、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる。

【0062】

本発明においては、第２～第４の実施形態のように、Ｘ線光学素子の形状が略半楕円球形状であってもよいし、各管状部材が光軸方向に平行に延びている略円柱形状であってもよい。また、Ｘ線光学素子の形状は、略半楕円球形状及び略円柱形状を組み合わせた形状であってもよい。あるいは、Ｘ線光学素子の形状は、回転双曲面形状であってもよいし、回転双曲面形状及び略楕円球形状を組み合わせた形状であってもよい。さらに、回転双曲面形状及び略円柱形状を組み合わせた形状であってもよい。

【0063】

本発明においては、第１の実施形態のようにＸ線の入射側と出射側でＸ線光学素子の形状が同じであってもよく、第４の実施形態のようにＸ線の入射側と出射側でＸ線光学素子の形状が異なっていてもよい。なお、Ｘ線の入射側と出射側でＸ線光学素子の形状が異なっている場合は、第４の実施形態のようにその境界で段差なく滑らかに接続されていることが好ましい。

【0064】

また、各管状部材の内面と外面は、異なる形状であってもよい。例えば、各管状部材の内面が楕円面であり、外面が双曲面であってもよい。また、Ｘ線光学素子の外形は、円筒状であってもよいし角筒状であってもよい。Ｘ線光学素子の外形が角筒状である場合、Ｘ線光学素子を保持し易くすることができ、装置に組み込みやすくすることができる。

【0065】

また、図５に示す第２の実施形態のように、連結部２６Ａ，２６Ｂの形状は、隣り合う管状部材２２をバラバラにならない程度に連結するものである限りにおいて、特に限定されない。隣り合う管状部材２２同士を少なくとも１個以上の点状の連結部２６Ａにより固定してもよいし、一部又は全部の管状部材２２を棒状の連結部２６Ｂで串刺すように固定してもよい。

【0066】

なお、本発明において、連結部２６Ａ、２６Ｂの材料は、管状部材２２と同じ材料を含むことが好ましく、管状部材２２と同じ材料であることがより好ましい。よって、連結部２６Ａ、２６Ｂの材料は、特に限定されないが、無機材料であることが好ましい。このようにすることで、連結部２６Ａ、２６Ｂと管状部材２２とで、熱膨張係数などの特性を同じにしやすいため、固定の信頼性がより向上する。また、製造する際に、管状部材２２と一括で成形したり、３Ｄプリンタで造形したりしやすくなる。連結部２６Ａ、２６Ｂの材料は、３Ｄプリンタで造形できる材料であることが好ましく、金属材料であることがより好ましく、例えば、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ等の純金属や、ステンレス、インコネル、アルミ系合金、銅系合金などの合金を用いることができる。なお、連結部２６Ａ、２６Ｂの材料は、ガラスや樹脂等であってもよい。ガラスとしては、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス等を好適に用いることができる。また、樹脂としては、紫外硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を好適に用いることができる。

【0067】

（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係るＸ線光学素子を示す模式的断面図である。なお、図８は、Ｘ線光学素子５１の光軸方向Ｘに沿う方向における断面図である。図８に示すように、Ｘ線光学素子５１は、Ｘ線光学素子本体５２と、蓋部５３ａ，５３ｂとを備える。より具体的には、Ｘ線光学素子本体５２の第１の端面５１ａは、蓋部５３ａにより覆われている。また、Ｘ線光学素子本体５２の第２の端面５１ｂは、蓋部５３ｂにより覆われている。Ｘ線光学素子５１では、第１の端面５１ａ及び第２の端面５１ｂが蓋部５３ａ，５３ｂによって覆われることにより、内部に異物が混入し、それによってＸ線が遮蔽されることを防止することができる。そのため、Ｘ線光学素子５１では、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。

【0068】

蓋部５３ａ，５３ｂの材料は、特に限定されないが、Ｘ線を吸収し難い材料であることが好ましい。このような観点から、蓋部５３ａ，５３ｂの材料は、例えば、Ｂｅや、有機材料を用いることができる。有機材料としては、例えば、ポリプロピレン、プロレン、ポリエステルを用いることができる。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0069】

第５の実施形態のＸ線光学素子５１においても、複数の管状部材が、それぞれ、異なる内径を有している。また、複数の管状部材は、共通の回転対称軸を有する、回転対称体である。そのため、Ｘ線光学素子５１によっても、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる。

【0070】

また、第５の実施形態のＸ線光学素子５１の内部には、Ｈｅを充填してもよい。Ｘ線光学素子５１の内部に、空気ではなく、Ｈｅを充填することにより、空気によるＸ線の吸収を抑制することができ、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。

【0071】

なお、図示は省略しているが、本発明のＸ線光学素子は、保護部材により保護されていてもよい。保護部材は、Ｘ線光学素子の第１の端面及び第２の端面以外の全面を覆う形状でもよいし、一部を覆う形状でもよい。Ｘ線光学素子を保護部材によって保護することで、Ｘ線光学素子の欠けや破損を低減することができる。保護部材の材料は、特に限定されないが、Ｘ線を吸収し易い材料であることが好ましい。このような観点から、保護部材の材料は、例えば、ステンレス系合金や、金属銅を用いることができる。これらの材料を用いることで不必要な場所へのＸ線の漏洩を生じ難くすることができる。

【0072】

［Ｘ線光学素子の製造方法］
本発明のＸ線光学素子の製造方法では、Ｘ線を反射させ被照射物へ向けて集光させるためのＸ線光学素子が製造される。本発明のＸ線光学素子の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、３Ｄプリンタを用いて材料を造形することにより、Ｘ線光学素子を形成することができる。なお、本発明において、その他のＸ線光学素子の製造方法としては、例えば、ガラス材料の場合、線引き加工などが挙げられる。

【0073】

３Ｄプリンタによる造形に用いられる材料としては、例えば、金属、ガラス、セラミクス、樹脂などが挙げられる。３Ｄプリンタの造形方法としては、材料粉末を敷き詰めて造形するパウダーベッド方式；材料粉末に熱をかけ吹き付けることにより直接造形するデポジション方式；光硬化性樹脂と材料（金属、ガラス又はセラミクスの粉末を分散したものも含む）に対しＵＶ光などを照射し、硬化させる光硬化方式；金属イオンを含有する溶液を用い、還元により金属を析出させて造形する電気還元方式などを用いることができる。金属、ガラス、セラミックを材料とし、樹脂と同時造形する場合には、いずれの方式においても、一次造形物を焼成し、不要な樹脂部分を除去して作製してもよい。例えば、樹脂と材料を混合してなる前駆体を造形し、その後脱媒、焼成することにより、Ｘ線光学素子を得てもよい。

【0074】

第１～第５の実施形態のように、Ｘ線光学素子が複数の管状部材により構成される場合、Ｘ線光学素子の製造方法は、管状部材の内面を平滑する工程をさらに備えていてもよい。管状部材の内面を平滑にする工程は、例えば、Ｘ線光学素子が、金属やガラスにより構成される場合は、管状部材の内面をエッチング処理することにより行うことができる。また、コーティング処理により平滑層を設けてもよい。また、砥粒を含む液体を内部に圧力を印加して通すことで研磨し、平滑層を設けてもよい。管状部材の内面を平滑にすることにより、全反射できる光線の割合が増え、被照射物に照射するＸ線の強度をより一層高めることができる。

【0075】

また、本発明のＸ線光学素子の製造方法は、管状部材の内面にコーティング処理を施す工程を備えていてもよい。なお、コーティング処理は、管状部材の内面が平滑であるかどうかや平滑層の有無に関わらず施すことができる。管状部材の内面にコーティング処理を施すことにより、金属膜を形成してもよい。コーティング処理は、例えば、めっき法や蒸着法により行うことができる。めっき法の場合は、例えば、Ｎｉを材料として用いることができる。また、蒸着法の場合は、ＡｕやＡｇ等を材料として用いることができる。管状部材の内面にコーティング処理を施すことにより、全反射臨界角を大きくすることができるため、高エネルギー（短波長）のＸ線であっても、進行方向をより確実に制御することができる。

【0076】

［Ｘ線照射装置］
図９は、本発明の一実施形態に係るＸ線照射装置を示す模式的断面図である。図９に示すように、Ｘ線照射装置６１は、Ｘ線源１０と、上述したＸ線光学素子１とを備える。

【0077】

Ｘ線源としては、例えば、ＣｕＫα線（波長λ＝１．５４１８Å）、ＭｏＫα線（波長λ＝０．７１０６９Å）、コバルト６０（波長λ＝０．０１０６Åおよび０．００９３Å）等を用いることができる。

【0078】

本実施形態では、図９に示すように、Ｘ線源１０から発せられたＸ線が、Ｘ線光学素子１の第１の端面１ａ側から入射される。また、第１の端面１ａ側から入射され、Ｘ線光学素子１の内部を通過したＸ線は、第２の端面１ｂ側から出射される。そして、第２の端面１ｂ側から出射されたＸ線は、焦点１１に集光される。

【0079】

Ｘ線照射装置６１は、上述したＸ線光学素子１を備えるので、Ｘ線の進行方向を制御することができ、被照射物に照射するＸ線の強度を高めることができる。

【0080】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0081】

（実施例１）
実施例１では、図１～図３に示すＸ線光学素子を作製した。具体的には、ＳＵＳ３１６Ｌ相当ステンレス系合金粉末を材料に用い、３Ｄプリンタで造形することにより、略楕円球形状のＸ線光学素子を作製した。

【0082】

なお、作製したＸ線光学素子の第１の端面及び第２の端面における外径は、１０．４ｍｍであり、Ｘ線光学素子の光軸方向に沿う方向における中央部の外径は、１４．０ｍｍであり、Ｘ線光学素子の光軸方向に沿う長さは、８０．０ｍｍである。

【0083】

また、作製したＸ線光学素子は、５本のＳＵＳ３１６Ｌ相当ステンレス系合金の管（管状部材）により構成されており、各管状部材間の間隔はいずれも１０００μｍである。全ての管状部材の肉厚は、それぞれ、５００μｍであり、中央部の貫通孔の内径は１０００μｍである。また、４本の連結部も同じ部材により構成されており、その肉厚は５００μｍである。

【0084】

（実施例２～１１）
実施例２～７では、Ｘ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面形状を下記の表１に示す図面の形状とし、Ｘ線光学素子の各構成及び寸法を下記の表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてＸ線光学素子を作製した。なお、図１３～図１５に示すように、実施例５，６では、Ｘ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面において、中央部に貫通孔は設けられていない。実施例７では、Ｘ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面において、中央部に連結部が設けられている。また、実施例８～１１では、図面を割愛しているが、Ｘ線光学素子の各構成及び寸法を下記の表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にしてＸ線光学素子を作製した。

【0085】

（比較例１）
比較例１では、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すＸ線光学素子を作製した。なお、図２１（ａ）は、比較例１で作製したＸ線光学素子を示す模式的斜視図であり、図２１（ｂ）は、比較例１で作製したＸ線光学素子の光軸方向に直交する方向における断面を示す模式的断面図である。比較例１のＸ線光学素子は、外径１２５０μｍ、内径１０００μｍの微細管が６１本束ねられて構成されている、ＳＵＳ３１６Ｌ相当ステンレス系合金製のＸ線マルチキャピラリレンズである。なお、作製したＸ線光学素子の第１の端面及び第２の端面における外径は、１０．４ｍｍであり、Ｘ線光学素子の光軸方向に沿う方向における中央部の外径は、１４．０ｍｍであり、Ｘ線光学素子の光軸方向に沿う長さは、８０．０ｍｍである。

【0086】

［評価］
実施例１及び比較例１で作製したＸ線光学素子における一方の端面側にＸ線源（ＣｕＫα線）を配置し、他方の端面側にディテクターを配置した。このようなＸ線照射装置を用いて、ディテクターから検出されるＸ線強度を測定した。

【0087】

図１６～図１８は、比較例１を用いた測定におけるピーク強度を１．００として、実施例１～７で作製したＸ線光学素子を用いた際のピーク強度の比を示した図である。

【0088】

なお、図１６～図１８において、横軸は、Ｘ線光学素子出射端からの距離（レンズ－ディテクター距離）を示しており、縦軸は比較例１を用いた測定におけるピーク強度を１．００として、その比（各位置でのピーク強度［規格化］）を示している。

【0089】

図１６～図１８から明らかなように、実施例１～７のＸ線光学素子では、Ｘ線光学素子とディテクターとの間の距離を適切な値となるように配置した場合、比較例１のＸ線光学素子と比較してＸ線強度を飛躍的に高められていることがわかる。また、図１６から明らかなように、実施例１と比較例１より、同じ周数、同じ中心管径をもつＸ線光学素子において、本発明のＸ線光学素子は従来のマルチキャピラリレンズ型のＸ線光学素子よりもＸ線集光強度を飛躍的に高められていることがわかる。また、図１６から明らかなように、実施例１～３の比較より、同じ最外径を有するＸ線光学素子では、周数が多いほど、Ｘ線強度がより高められていることがわかる。また、図１７及び図１８から明らかなように、実施例１と実施例５との比較、あるいは実施例４と実施例６，７との比較より、回転対称軸Ｏに貫通孔を有することにより、Ｘ線強度をより高められていることがわかる。

【0090】

なお、実施例１～１１及び比較例１において、Ｘ線光学素子出射端からの距離を変更したときの最も高いＸ線強度につき、各実施例と比較例１でピーク強度の比（各実施例のピーク強度／比較例のピーク強度）を求めた。結果を下記の表１及び表２に示す。なお、表１及び表２において、中央部の貫通孔の内径は、貫通孔の最大となる内径である。連結部の個数は、連結部が設けられる箇所の数と同じである。

【0091】

【表1】

【0092】

【表2】

【符号の説明】

【0093】

１，２１，３１，４１，５１…Ｘ線光学素子
１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ…第１の端面
１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ…第２の端面
２，２２，３２…管状部材
２ａ，２２ａ，３２ａ…内壁面
２ｂ…反射面
３…貫通孔
４…最も内側の管状部材
５…最も外側の管状部材
６，２６Ａ，２６Ｂ…連結部
１０…Ｘ線源
１１…焦点
５２…Ｘ線光学素子本体
５３ａ，５３ｂ…蓋部
６１…Ｘ線照射装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】