二次ターゲットを用いた元素識別型のX線吸収イメージングの基礎検討

Fundamental research of X-ray absorption imaging for elemental identification using a secondary target

中江 理紀*; 松山 嗣史*; 村上 昌史  ; 吉田 幸彦; 町田 昌彦  ; 辻 幸一*

Nakae, Masanori*; Matsuyama, Tsugufumi*; Murakami, Masashi; Yoshida, Yukihiko; Machida, Masahiko; Tsuji, Koichi*

封入式X線管とX線カメラを用いたX線吸収端差分法による元素識別イメージングの基礎研究を行った。標的元素のX線吸収端の前後でX線吸収像を得るために、二次ターゲットを用いた。つまり、封入式X線管からのX線を二次ターゲットに照射し、そこから発生する特性X線を測定試料に照射し数秒の露光時間でX線吸収像を取得できた。この方式では照射X線のエネルギーを任意に可変することはできないが、特定の元素に対しては測定が可能である。実証実験として、Al, Cu, Niの金属箔からなる試料に対してNiの元素識別画像を得るために、NiのK吸収端の前後でX線吸収像を得ることとした。CuとZnの二次ターゲットを用いてCu KとZn KのX線を用いて2つのX線吸収像を得て、それらの画像の差分をとることでNiの分布像が得られることを示した。さらに、X線カメラにおける閾値設定機能を利用することで、二次ターゲットの交換をすることなく、一種類の二次ターゲットだけを用いてNiの吸収画像を得ることができた。

Fundamental research on X-ray absorption imaging for elemental identification was studied. A secondary target was applied to obtain X-ray absorption images above and below the X-ray absorption edge of the target element. X-rays from an X-ray tube were irradiated to the secondary target, where the characteristic X-rays were emitted that were irradiated to the sample. X-ray absorption images were acquired with an exposure time of a few seconds with an X-ray camera. In this technique, it is difficult to change the energy of X-rays as we want, however we can apply this technique for imaging the specific element. Metal foil sample composed of Al, Cu, and Ni was analyzed. To obtain an X-ray elemental image of Ni, two X-ray absorption images were taken using the X-rays above and below the Ni K-edge. X-rays of Cu K and Zn K were prepared by using Cu and Zn plates as the secondary target. Finally, the Ni elemental image was obtained by subtracting two images. Furthermore, the X-ray camera had a function of setting critical energies for imaging, thus it was demonstrated that an X-ray elemental image of Ni was obtained using a single secondary target without changing the secondary target.