特開 2024-145515 試料パウチセル及び蛍光Ｘ線分析方法

(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】P2024145515

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】試料パウチセル及び蛍光Ｘ線分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/223 20060101AFI20241004BHJP

   G01N 23/2204 20180101ALI20241004BHJP

   G01N 1/10 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G01N23/223

G01N23/2204

G01N1/10 N

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057902

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高原 晃里

(72)【発明者】

【氏名】庄司 孝

【テーマコード（参考）】

2G001

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA04

2G001CA01

2G001MA02

2G001QA02

2G052AB01

2G052AD26

2G052AD46

2G052DA14

2G052DA33

2G052GA19

2G052JA09

2G052JA11

(57)【要約】

【課題】液体試料の測定と、測定中に発生する気泡を避けてＸ線を照射が可能な蛍光Ｘ線分析方法及び試料パウチセルを提供する。
【解決手段】側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置される液体試料用の試料パウチセルであって、１次Ｘ線の照射側に配置される第１樹脂フィルムと、液体試料の注入口を除く領域が前記第１樹脂フィルムと接着された前記第２樹脂フィルムと、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置される液体試料用の試料パウチセルであって、
１次Ｘ線の照射側に配置される第１樹脂フィルムと、
液体試料の注入口を除く領域が前記第１樹脂フィルムと接着された第２樹脂フィルムと、
を有することを特徴とする試料パウチセル。

【請求項2】

１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置され、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体をさらに有する、ことを特徴とする請求項１に記載の試料パウチセル。

【請求項3】

前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の試料パウチセル。

【請求項4】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムの中央よりも下側に設けられ、
前記注入口は、前記試料パウチセルの中央よりも上側に設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の試料パウチセル。

【請求項5】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項6】

前記注入口が設けられた領域に、線状の開閉可能な留め具をさらに有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の試料パウチセル。

【請求項7】

第１樹脂フィルムと、第２樹脂フィルムと、を有する試料パウチセルを用いた蛍光Ｘ線分析方法であって、
注入口を除く領域が接着された前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの内側に、前記注入口から液体試料を入れる工程と、
前記注入口が設けられた領域の前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムを封止し、前記試料パウチセルを完成させる工程と、
前記試料パウチセルを側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置する工程と、
前記試料パウチセルの側方から１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線に基づいて蛍光Ｘ線分析を行う工程と、
を含むことを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項8】

前記試料パウチセルを完成させる前に、１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体を、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置する工程をさらに有する、ことを特徴とする請求項７に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項9】

前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の蛍光Ｘ線分析法。

【請求項10】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする請求項９に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項11】

液体試料の液面の位置と前記第１樹脂フィルムの上端と間に所定の距離が空けられる、ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項12】

前記蛍光Ｘ線分析を行う工程は、
前記試料パウチセルの上下方向の位置が異なる複数の箇所にそれぞれ１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線の強度とエネルギーの関係を表すスペクトルを前記複数の箇所ごとに取得する工程と、
前記複数の箇所ごとに取得された複数の前記スペクトルに基づいて、前記液体試料に含まれる元素を分析する工程と、
含むことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料パウチセル及び蛍光Ｘ線分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

試料に含まれる元素や当該元素の濃度を測定する装置として、蛍光Ｘ線分析装置が知られている。蛍光Ｘ線分析装置は、分析対象である試料が液体であっても分析を行うことが可能である。液体試料の測定方法には、液体試料に直接Ｘ線照射を行う直接法や、フィルタ上で乾燥された試料にＸ線照射を行う点滴法がある（下記非特許文献１参照）。

【0003】

直接法を用いる場合には、液体試料を入れる容器が用いられる。例えば、下記特許文献１には、下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に用いられる液体試料容器が開示されている。また、下記特許文献２乃至４には、上面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に用いられる液体試料容器が開示されている。下記特許文献５には、点滴法に用いられる点滴乾燥ろ紙が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】登録実用新案第2524760号公報

【特許文献2】特開2005－345442号公報

【特許文献3】実開平7－5047号公報

【特許文献4】特開2018－205290号公報

【特許文献5】実公昭62-019967号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】中井泉著、“蛍光Ｘ線分析の実際”（第２版）、朝倉書店出版、２０１６年７月１０日発行、８５-８６ページ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

点滴法は、試料に含まれる元素が揮散してしまうおそれがあり、マトリックス効果の大きい試料や、非揮発性の試料の測定に適していない。また、上面照射型の蛍光Ｘ線分析装置を用いる場合、測定中に試料のＸ線が照射される位置に気泡が発生し、気泡が液体試料への１次Ｘ線の照射を妨害するおそれがある。さらに、下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置を用いる場合、試料を保持するフィルム等が破損し、蛍光Ｘ線分析装置内部の破損や汚れが生じるおそれがある。また、試料成分の沈降の影響を受ける場合がある。

【0007】

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、揮発性、非揮発性にかかわらず液体試料を測定することができ、かつ、測定中に発生する気泡や沈降成分の影響を避けてＸ線を照射することのできる蛍光Ｘ線分析方法及び試料パウチセルを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示の一側面に係る試料パウチセルは、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置される液体試料用の試料パウチセルであって、１次Ｘ線の照射側に配置される第１樹脂フィルムと、液体試料の注入口を除く領域が前記第１樹脂フィルムと接着された第２樹脂フィルムと、を有することを特徴とする。

【0009】

（２）本開示の上記態様において、１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置され、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体をさらに有する、ことを特徴とする。

【0010】

（３）本開示の上記態様において、前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする。

【0011】

（４）本開示の上記態様において、前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムの中央よりも下側に設けられ、前記注入口は、前記試料パウチセルの中央よりも上側に設けられる、ことを特徴とする。

【0012】

（５）本開示の上記態様において、前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする。

【0013】

（６）本開示の上記態様において、前記注入口が設けられた領域に、線状の開閉可能な留め具をさらに有する、ことを特徴とする。

【0014】

（７）本開示の一側面に係る蛍光Ｘ線分析方法は、第１樹脂フィルムと、第２樹脂フィルムと、を有する試料パウチセルを用いた蛍光Ｘ線分析方法であって、注入口を除く領域が接着された前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの内側に、前記注入口から液体試料を入れる工程と、前記注入口が設けられた領域の前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムを封止し、前記試料パウチセルを完成させる工程と、前記試料パウチセルを側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置する工程と、前記試料パウチセルの側方から１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線に基づいて蛍光Ｘ線分析を行う工程と、を含むことを特徴とする。

【0015】

（８）本開示の上記態様において、前記試料パウチセルを完成させる前に、１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体を、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置する工程をさらに有する、ことを特徴とする。

【0016】

（９）本開示の上記態様において、前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする。

【0017】

（１０）本開示の上記態様において、前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする。

【0018】

（１１）本開示の上記態様において、液体試料の液面の位置と前記第１樹脂フィルムの上端と間に所定の距離が空けられる、ことを特徴とする。

【0019】

（１２）本開示の上記態様において、前記蛍光Ｘ線分析を行う工程は、前記試料パウチセルの上下方向の位置が異なる複数の箇所にそれぞれ１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線の強度とエネルギーの関係を表すスペクトルを前記複数の箇所ごとに取得する工程と、前記複数の箇所ごとに取得された複数の前記スペクトルに基づいて、前記液体試料に含まれる元素を分析する工程と、含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、揮発性、非揮発性にかかわらず液体試料を測定することができ、かつ、測定中に発生する気泡を避けてＸ線を照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】試料パウチセルの平面図及び底面図である。

【図2】試料パウチセルの断面図である。

【図3】変形例に係る試料パウチセルの平面図である。

【図4】変形例に係る試料パウチセルの断面図である。

【図5】試料パウチセルを用いた蛍光Ｘ線分析方法を示すフローチャートである。

【図6】試料パウチセルが配置された側面照射型蛍光Ｘ線分析装置の概略を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。図１(a)は試料パウチセル１００の平面図であって、図１(b)は試料パウチセル１００の底面図である。図２(a)及び図２(b)は、図１(a)及び図１(b)のII-II断面を示す図である。図２(a)は、気密に封止した直後の試料パウチセル１００を示し、図２(b)は、液体試料２０２の中に気泡が発生した状態の試料パウチセル１００を示している。本実施形態に係る試料パウチセル１００は、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００（後述）に用いられる試料パウチセル１００であって、第１樹脂フィルム１０２と、第２樹脂フィルム１０４と、を有する。

【0023】

試料パウチセル１００は、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００に立てて配置される液体試料２０２用の試料パウチセル１００である。なお、「立てて配置される」とは、第１樹脂フィルム１０２及び第２樹脂フィルム１０４の表面内に、重力の働く向きである鉛直方向がおよそ位置するように配置されることを意味するものとする。換言すると、第１樹脂フィルム１０２及び第２樹脂フィルム１０４の間に配置された液体試料２０２の液面が、第１樹脂フィルム１０２及び第２樹脂フィルム１０４におよそ直交するように配置されることを意味するものとする。また、以下において、上下方向は、試料パウチセル１００が蛍光Ｘ線分析装置６００に配置された状態で、液体試料２０２の液面に対して垂直な方向（すなわち、鉛直方向）を意味するものとする。また、下方向（下側）は、例えば液面を基準とした場合に、液面から見て液体側を指す方向であり、上方向（上側）はその反対方向を意味するものとする。

【0024】

第１樹脂フィルム１０２は、１次Ｘ線の照射側に配置される。具体的には、例えば、第１樹脂フィルム１０２は、アルミラミネートやポリプロピレンやポリエステルなどの樹脂で形成されたフィルムである。第１樹脂フィルム１０２の材料は、熱可塑性樹脂であることが望ましい。

【0025】

第１樹脂フィルム１０２は、中央よりも下側に１次Ｘ線を透過する分析窓１０８を有する。具体的には、第１樹脂フィルム１０２の形状は、例えば矩形状であって、丸い孔を有する。丸い孔は、上端が第１樹脂フィルム１０２の中央よりも下側に位置するように設けられる。第１樹脂フィルム１０２に設けられた孔にポリイミドなどのごく薄い樹脂製のフィルム１０６が配置され、測定時に分析窓１０８として機能する。なお、分析窓１０８として設けられる孔の形状は、任意の形状であってよい。また、分析窓１０８の下端と、第１樹脂フィルム１０２の下端と、の間に所定の距離が空けられることが望ましい。さらに、第１樹脂フィルム１０２が１次Ｘ線を透過する材料で形成される場合、第１樹脂フィルム１０２は分析窓１０８を有しなくてもよい。

【0026】

第２樹脂フィルム１０４は、液体試料２０２を挟んで第１樹脂フィルム１０２と対向して配置される樹脂フィルムである。具体的には、例えば、第２樹脂フィルム１０４は、第１樹脂フィルム１０２と同じ材料で形成されたフィルムである。第２樹脂フィルム１０４は第１樹脂フィルム１０２と異なり孔を有しないが、外形形状は第１樹脂フィルム１０２と対応する形状であることが望ましい。

【0027】

第２樹脂フィルム１０４は、第１樹脂フィルム１０２と接着される。具体的には、図１(a)及び図１(b)の破線は、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４が接着される領域（接着領域１１０）を示している。なお、接着領域１１０は、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に液体試料２０２を保持することができれば他の位置に設けられてもよい。接着の手段は、例えば熱融着である。第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４が熱融着しにくい材料である場合は、糸状もしくはテープ状の熱可塑性樹脂を挟んで熱融着してもよい。また、熱融着に替えて超音波融着によって第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４を接着してもよい。

【0028】

さらに、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４は、一体的に（１枚のフィルムによって）形成されていてもよい。この場合、折り曲げられた１枚のフィルムのうち、１次Ｘ線の照射側が第１樹脂フィルム１０２に相当し、反対側が第２樹脂フィルム１０４に相当する。

【0029】

なお、図１(a)及び図１(b)は、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に液体試料２０２が配置され、気密に封止された状態の試料パウチセル１００を示している。液体試料２０２が配置される前の第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４は、液体試料２０２の注入口を除く領域が第１樹脂フィルム１０２と接着されている。注入口は、試料パウチセル１００の中央よりも上側に設けられる。注入口は、例えば、試料パウチセル１００の上端に設けられる。

【0030】

具体的には、図１(a)及び図１(b)に示す破線のうち、下部（図１(a)の破線の下辺）及び側部（図１(a)の破線の左辺と右辺）は接着され、上部（図１(a)の破線の上辺）は接着されず注入口となる。液体試料２０２は、液面の位置が分析窓１０８の上端よりも上になるように、かつ、液面の位置と第１樹脂フィルム１０２の上端と間に所定の距離が空くように、注入口から入れられる。所定の距離は、液体試料２０２から生じる気泡の体積に応じて適宜設定される。

【0031】

試料パウチセル１００に１次Ｘ線を照射すると液体試料２０２の温度が上昇し、液体試料２０２の中に気泡が生じる。本実施形態に係る試料パウチセル１００は側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００に配置されるため、液体試料２０２の中に気体が発生したとしても気泡が分析窓１０８の上端よりも上側に移動する（図２(a)及び図２(b)参照）。従って、測定中に発生する気泡を避けてＸ線を照射することができる。

【0032】

試料パウチセル１００の分析窓１０８が第１樹脂フィルム１０２の中央よりも下側に配置され、かつ、液面の位置と第１樹脂フィルム１０２の上端と間に所定の距離が空けられている。これにより、試料パウチセル１００の中に発生した気泡が逃げる空間を保持することができる。また、分析窓１０８の下端と、第１樹脂フィルム１０２の下端と、の間に所定の距離が空けられることにより、沈降した試料が保持される空間を確保できる。従って、試料の液体状の領域に１次Ｘ線を照射することができる。

【0033】

図３、図４(a)及び図４(b)は、上記実施形態の変形例に係る試料パウチセル１００を説明するための図である。図３は、試料パウチセル１００の平面図である。図４(a)及び図４(b)は、図３のVI-VI断面を示す図である。本変形例は、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４との距離を保持する枠体３０２を有する点と、第１樹脂フィルム１０２がＸ線を透過する材料で形成され、分析窓１０８が設けられない点で上記実施形態と異なる。

【0034】

枠体３０２は、１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し、所定の厚さを有する。枠体３０２は、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に配置され、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４との距離を保持する。具体的には、例えば、図３に示すように、枠体３０２は、枠の内側に１次Ｘ線の照射位置３０４，３０６，３０８が位置するように、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に配置される。また、枠体３０２は所定を厚さを有するため、図４(a)及び図４(b)に示すように、枠体３０２の内側において、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に枠状の厚さ分の距離が生じる。

【0035】

枠体３０２が配置されず、かつ、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の接着を行う場合、液体試料２０２は、接着によって囲われる領域全体にわたって略等しい厚みとなる。この場合、試料パウチセル１００の１次Ｘ線が照射される領域の厚さが薄くなってしまうため、１次Ｘ線が第２樹脂フィルム１０４を透過し、分析精度が低下するおそれがある。本変形例によれば、枠体３０２によって厚さを保持することで、１次Ｘ線が照射される領域における液体試料２０２の厚さを少なくとも枠体３０２の厚さとすることができる。従って、分析精度の低下を回避することができる。

【0036】

本変形例では、第１樹脂フィルム１０２がＸ線を透過する材料で形成されれている。そのため、第１樹脂フィルム１０２の背面に液体試料２０２が存在している領域であれば、第１樹脂フィルム１０２の任意の位置に１次Ｘ線を照射し、測定を行うことができる。

【0037】

続いて、試料パウチセル１００を用いた蛍光Ｘ線分析方法について説明する。図５は、試料パウチセル１００を用いた蛍光Ｘ線分析方法を示すフローチャートである。まず、第１樹脂フィルム１０２と、第２樹脂フィルム１０４と、を準備する。そして、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の外縁の位置が一致するように位置合わせした状態で、接着領域１１０のうち注入口を除く領域（図３に示す接着領域１１０のうちの下辺と左辺と右辺）を接着する（Ｓ５０２）。

【0038】

次に、枠体３０２を第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に配置し、注入口から液体試料２０２を入れる（Ｓ５０４）。具体的には、注入口を除く領域が熱融着された第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に、枠体３０２を配置する。さらに、注入口から第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間に液面の位置が枠体３０２の上端よりも上になるように、液体試料２０２を入れる。この際、液面の位置と第１樹脂フィルム１０２の上端と間に所定の距離が空くように、液体試料２０２が入れられる。

【0039】

次に、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の間の空気を排出しながら、注入口が設けられた領域の第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４を封止し、試料パウチセル１００を完成させる（Ｓ５０６）。具体的には、第１樹脂フィルム１０２と第２樹脂フィルム１０４の注入口の領域を熱融着する。図４(a)は、気密に封止した直後の試料パウチセル１００を示す断面図である。図４(a)に示すように試料パウチセル１００の内部に空気が存在してもよいが、試料パウチセル１００の内部に含まれる空気はできる限り少なくなるように、空気を排出しながら気密に封止されることが望ましい。

【0040】

次に、試料パウチセル１００を側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００に立てて配置する（Ｓ５０８）。図４は、試料パウチセル１００が配置された側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００の概略を示す図である。図４に示すように、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００は、Ｘ線源６０２と、分光素子６０４と、検出器６０６と、裏側ホルダ６０８と、表側ホルダ６１０と、を含む。試料パウチセル１００は、金属製の裏側ホルダ６０８と金属製の表側ホルダ６１０に挟んで配置され、表側ホルダ６１０及び裏側ホルダ６０８が測定室（図示なし）内部に固定される。表側ホルダ６１０は孔が設けられており、第１照射位置３０４、第２照射位置３０６及び第３照射位置３０８が当該孔から露出する。

【0041】

そして、Ｘ線源６０２は、試料パウチセル１００に対して側方から１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線に基づいて蛍光Ｘ線分析を行う（Ｓ５１０）。具体的には、試料パウチセル１００の上下方向の位置が異なる複数の箇所にそれぞれ１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線の強度とエネルギーの関係を表すスペクトルを複数の箇所ごとに取得する。まず、Ｘ線源６０２は、１次Ｘ線を、試料パウチセル１００の第１照射位置３０４に照射する。１次Ｘ線の照射によって加熱された液体試料２０２から気泡が生じる。

【0042】

図４(b)に示すように気泡は分析窓１０８よりも上側に移動し、図４(b)の試料パウチセル１００は、図４(a)の試料パウチセル１００よりも上部が膨らんでいる。また、測定が長時間に及ぶ場合、図４(b)に示すように液体試料２０２の一部が沈降する場合もあるが、沈降した成分２０４は枠体３０２の下端よりも下側に存在する。従って、本試料パウチセル１００によれば気泡や沈降した成分２０４に妨害されることなく、液体状の領域に１次Ｘ線を照射することができる。１次Ｘ線が照射された液体試料２０２から、蛍光Ｘ線が出射される。

【0043】

分光素子６０４は、蛍光Ｘ線を分光する。具体的には、例えば、分光素子６０４は、液体試料２０２から発生した複数の波長の蛍光Ｘ線のうち、ブラッグの条件式を満たす特定の波長の蛍光Ｘ線のみを分光する。

【0044】

検出器６０６は、例えば、シンチレーションカウンタである。検出器６０６は、蛍光Ｘ線の強度を測定し、測定した蛍光Ｘ線のエネルギーに応じた波高値を有するパルス信号を出力する。

【0045】

分光素子６０４及び検出器６０６は、ゴニオメータ（図示なし）によって、一定の角度関係を保ちながら回動する。具体的には、例えば、液体試料２０２から発生した蛍光Ｘ線の進む方向と分光素子６０４表面との成す入射角度をθとする。分光素子６０４は、分光素子６０４表面に対する蛍光Ｘ線の入射角度θが所定の範囲内で変化するように、ゴニオメータによって回動する。２次Ｘ線は分光素子６０４により回折され、分光素子６０４からブラッグの条件式を満たす蛍光Ｘ線（すなわち出射角度θである蛍光Ｘ線）が出射する。検出器６０６は、ゴニオメータによって、分光素子６０４から出射角度θで出射された蛍光Ｘ線が入射される位置に移動する。

【0046】

検出器６０６から出力されるパルス信号を波高値に応じて計数することにより、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００は、蛍光Ｘ線の強度とエネルギーの関係を表すスペクトルを取得する。当該スペクトルに基づいて、液体試料２０２に含まれる元素の分析が行われる。特定元素のみを分析する場合、側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置６００はゴニオメータを有さず、分光素子６０４及び検出器６０６の位置は固定されていてもよい。

【0047】

以上により、第１照射位置３０４から出射した蛍光Ｘ線に基づいて、液体試料２０２の分析結果が得られる。同様に、Ｘ線源６０２は、第２照射位置３０６及び第３照射位置３０８に１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線に基づいてそれぞれスペクトルを取得し、蛍光Ｘ線分析を行う。

【0048】

そして、第１照射位置３０４、第２照射位置３０６及び第３照射位置３０８における分析結果を平均することにより、液体試料２０２に含まれる元素の最終的な分析結果を取得する（Ｓ５１２）。なお、上記では３回の測定を行う場合について説明したが、測定回数は任意である。また、単純な平均処理ではなく、重み付平均処理（例えば、中央に近い測定箇所の分析結果の比重を大きくした平均処理）を行ってもよい。複数の箇所の分析結果に基づいて最終的な分析結果を取得することにより、液体試料２０２が不均質であっても平均的な結果を取得することができる。

【0049】

なお、図３には、上下方向の位置の異なる第１照射位置３０４、第２照射位置３０６及び第３照射位置３０８を示している。いずれかの測定箇所の分析結果が気泡や沈降による影響を受けている場合、他の測定箇所の分析結果と大きく相違する可能性がある。このような場合には、当該気泡や沈降による影響を受けた分析結果を除外し、他の測定箇所の分析結果に基づいて最終的な分析結果を取得してもよい。

【0050】

本開示は、上記の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、注入口が設けられる領域が接着されず、当該領域に線状の開閉可能な留め具が設けられてもよい。具体的には、注入口が設けられる領域にレールファスナーが設けられてもよい。開閉可能な留め具を設けることにより、液体試料２０２の交換を容易に行うことができる。

【0051】

また、上記において蛍光Ｘ線分析装置６００が波長分散型の蛍光Ｘ線分析装置である場合について説明したが、蛍光Ｘ線分析装置６００はエネルギー分散型の蛍光Ｘ線分析装置であってもよい。

【0052】

さらに、分析窓１０８が設けられる構成と、枠体３０２が配置される構成と、が組み合わされてもよい。この場合、第１樹脂フィルム１０２は、平面視で枠体３０２の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有することが望ましい。すなわち、図３に示す枠体を示す破線の内側に、図１に示す分析窓１０８の全てが配置されることが望ましい。また、図５に示す蛍光Ｘ線分析方法においては、Ｓ５０４の工程において、平面視で枠体３０２の内側と分析窓１０８が重なるように、枠体３０２が配置される。

【符号の説明】

【0053】

１００ 試料パウチセル、１０２ 第１樹脂フィルム、１０４ 第２樹脂フィルム、１０６ 樹脂製のフィルム、１０８ 分析窓、１１０ 接着領域、２０２ 液体試料、２０４ 沈降した成分、３０２ 枠体、３０４ 第１照射位置、３０６ 第２照射位置、３０８ 第３照射位置、６００ 蛍光Ｘ線分析装置、６０２ Ｘ線源、６０４ 分光素子、６０６ 検出器、６０８ 裏側ホルダ、６１０ 表側ホルダ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置される液体試料用の試料パウチセルであって、
１次Ｘ線の照射側に配置される第１樹脂フィルムと、
液体試料の注入口を除く領域が前記第１樹脂フィルムと接着された第２樹脂フィルムと、
１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置され、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体と、
を有することを特徴とする試料パウチセル。

【請求項2】

前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の試料パウチセル。

【請求項3】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムの中央よりも下側に設けられ、
前記注入口は、前記試料パウチセルの中央よりも上側に設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の試料パウチセル。

【請求項4】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の試料パウチセル。

【請求項5】

前記注入口が設けられた領域に、線状の開閉可能な留め具をさらに有する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の試料パウチセル。

【請求項6】

第１樹脂フィルムと、第２樹脂フィルムと、を有する試料パウチセルを用いた蛍光Ｘ線分析方法であって、
注入口を除く領域が接着された前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの内側に、前記注入口から液体試料を入れる工程と、
１次Ｘ線が照射される位置を囲う枠状の形状を有し前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの距離を保持する枠体を、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムの間に配置する工程と、
前記注入口が設けられた領域の前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムを封止し、前記試料パウチセルを完成させる工程と、
前記試料パウチセルを側面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に立てて配置する工程と、
前記試料パウチセルの側方から１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線に基づいて蛍光Ｘ線分析を行う工程と、
を含むことを特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項7】

前記第１樹脂フィルムは、平面視で前記枠体の内側と重なる領域に１次Ｘ線を透過する分析窓を有する、ことを特徴とする請求項６に記載の蛍光Ｘ線分析法。

【請求項8】

前記分析窓は、前記第１樹脂フィルムに設けられた孔に配置されたポリイミドのフィルムを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項9】

液体試料の液面の位置と前記第１樹脂フィルムの上端と間に所定の距離が空けられる、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項10】

前記蛍光Ｘ線分析を行う工程は、
前記試料パウチセルの上下方向の位置が異なる複数の箇所にそれぞれ１次Ｘ線を照射し、出射される蛍光Ｘ線の強度とエネルギーの関係を表すスペクトルを前記複数の箇所ごとに取得する工程と、
前記複数の箇所ごとに取得された複数の前記スペクトルに基づいて、前記液体試料に含まれる元素を分析する工程と、
含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の蛍光Ｘ線分析方法。