Transcript 較正用軟X線発生装置のX線強度変化とスペクトル変化

較正用軟Ｘ線発生装置のＸ線強度
変化とスペクトル変化
松浦大介
実験背景
Count/bin[AU]
１．４
74W
Mα: 1.775keV
34Se Lα: 1.379keV
Energy(keV)
１．８
XIS(BI1)実験で見られたＸ線強度変化（6/14,15,16３日分）
Count/column/frame
１０
０．４５
０．６
０．３５
１
０．１
０．５
Energy[keV]
連続成分の時間変化
１．２９
１．２
０．３５ｋｅＶ
１．２３
Ｎｏｒｍ
１．２
０．４５ｋｅＶ
１．２９
１．２
６ｋｅＶ
３０
Ｔｉｍｅ［ｈｏｕｒ］
連続成分は６０時間で約１．３倍に増加
６０
ＸＩＳでの測定を繰り返した結果（問
題点）
１．Ｘ線強度が時間変化している
２．１．４（Ｓｅ？）、１．８ｋｅＶ（Ｗ？）
のラインの成長
→ＸＩＳの較正には考慮すべき内
容
Ｘ線発生装置の原理
原子核のクーロン場により加速
ターゲット
Ｅ
e
フィラメント
考えられる原因
・ラインの成長
フィラメント成分のタングステン（Ｗ）がターゲット
表面に付着したことで特性Ｘ線強度が増した
・連続成分の時間変化
ターゲットの実効原子番号が増し、
制動放射の効率がＵＰしたのでは？
連続Ｘ線の全強度
Ｉ∝Ｚ２
電子加速電圧は一定とする→Ｚ２に比例
連続成分は３日で１．３倍
→実効原子番号１．１４倍
フィラメントとターゲットの汚れ（４月１４日～６月２０日）
・フィラメントに含まれる成分は何か（タングステン、セレン）？
・ターゲットにフィラメント成分が付着しているのか？
→Ｘ線解析により確かめる（Ｘ線、電子により軌道電子を剥ぎ取る）
フィラメントのＸ線解析
実験セットアップ
109CdをX線源
Ａｇ：ｋα ２２．１６ｋｅＶ
Ａｇ：ｋβ ２４．９４ｋｅＶ
実験結果
Couont/sec
74W
Lβ1 : 9.672keV
Lα1 : 8.397keV
34Se Kα1 : 11.222keV
Energy[keV]
フィラメントにはタングステンは含まれている
セレンの存在は議論しがたい
ターゲットのＸ線解析
実際にターゲット表面にはフィラメント成分が付着しているか？
実験セットアップ
付着物は非常に薄いためにｘ線では透過してしまうのでは
→トリチウム（Β線：１８．６ｋｅＶ）
実験結果
Ｃｄのみ
Couont/sec
Ａｇ：ｋα ２２．１６ｋｅＶ
Energy[keV]
ターゲット成分である銀のラインは確認される
タングステンは確認できない→直接的証拠なし
タングステン付着のプロセス
・真空蒸着
１．抵抗加熱法
→高融点の金属に電流を流し、発生する熱による過熱
２．電子衝撃法
→電子を加速して材料に集中してあて過熱
・スパッタ蒸着法
→加速したイオンをターゲットに衝突させて蒸発させる
課題
ＸＩＳのデータ解析
実験では複数のＸ線発生条件を用いている
・加速電圧、ビームカレント、スリット幅
→Ｘ線強度変化の特徴を理解
勉強
制動放射と蒸着メカニズム
→ターゲットへのタングステン付着によるＸ線の強度変化
の定量的な理解
タングステン付着のプロセス
・真空蒸着
１．抵抗加熱法
→高融点の金属に電流を流し、発生する熱による過熱
２．電子衝撃法
→電子を加速して材料に集中してあて過熱
・スパッタ蒸着法
→加速したイオンをターゲットに衝突させて蒸発させる
仮想光子を用いた制動放射
原子核による静電場は運動する電子の静止系から見た
場合、光子が跳んでくるように仮定できる
Ｅ‘、Ｂ’
Ｅ，Ｂ
ローレンツ変換式
動いている系から電場、磁場をみた場合
電子が原子核に散乱されること
電場のみ存在 ： Ｂ＝０
原子核による静電場
電子の静止系から見た場合の電場、磁場（ローレンツ変換）
Β→１電場、磁場は等しくなる→到来する光子
磁場、電場をｘ‘で書き下す
ｘがｂを超えると電場、磁場は急激に減衰する
図４．５ Ⅱのように近似
図４．５ Ⅰの用に近似
図４．５ Ⅰの領域内のエネルギー密度
領域は同じエネルギーの光子で満たされていると仮定
仮想光子密度はｂに反比例する
電子に光子の集団が到来
電子はある決まった断面積をもっている
ｂが大きい場合仮想光子の密度が小さくなる
→散乱される光子の数が少ない
ｂが小さい場合密度が大きくなる
→散乱される光子の数が多い
より原子核の近くを通る電子からの放射は強い
ＸＩＳの実験では散乱断径数は変化しない、Ｘ線の強度はＺ２に依存
する