アスベストの定量分析方法及び定量分析装置
【課題】高い分析精度を維持しつつ、非常に短時間で分析を行うことができるアスベストの定量分析方法を提供する。
【解決手段】被検試料Ｓに含まれるアスベストの回折線強度を求め、検量線に基づいてその回折線強度からアスベストの重量を求める定量分析方法である。アスベストの回折線強度を求める際、受光スリット５のスリット幅をアスベストの回折線幅と等しい幅に設定し、その受光スリット５及びＸ線検出器８をアスベストの回折線角度位置（２θ）に停止させた状態でＸ線検出器８によって所定時間、回折線を計数する。受光スリット５及びＸ線検出器８のスキャンによってアスベストの回折線強度を測定することに比べて、測定時間を大幅に短縮できる。
【解決手段】被検試料Ｓに含まれるアスベストの回折線強度を求め、検量線に基づいてその回折線強度からアスベストの重量を求める定量分析方法である。アスベストの回折線強度を求める際、受光スリット５のスリット幅をアスベストの回折線幅と等しい幅に設定し、その受光スリット５及びＸ線検出器８をアスベストの回折線角度位置（２θ）に停止させた状態でＸ線検出器８によって所定時間、回折線を計数する。受光スリット５及びＸ線検出器８のスキャンによってアスベストの回折線強度を測定することに比べて、測定時間を大幅に短縮できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線回折を利用してアスベストの重量を測定するアスベストの定量分析方法及び定量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建材、建物構造等といった物質中に含まれるアスベストや、大気中に含まれるアスベストが健康を害することの観点から注目されている。具体的には、物質中や大気中に含むことが許されるアスベストの重量は厳しく、例えば０．１重量％を超えない範囲であることが規定されるに至っている。
【０００３】
非特許文献１によって規定されているアスベストの含有率の測定方法は、簡単に言えば、位相差顕微鏡や偏光顕微鏡による定性分析及びＸ線回折測定による定性分析を行なって物質中のアスベストの有無を調べ、アスベスト有りと判断されたときにはＸ線回折測定による定量分析を行うことになっている。
【０００４】
Ｘ線回折測定による定量分析は、一般に、基底標準吸収補正法に基づいて行なわれることになっており、この方法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１の方法によれば、まず検量線を求め、次にアスベスト（すなわち被定量物質）の回折線ピーク強度（Ｉ）を求め、次に検量線に基づいて回折線ピーク強度（Ｉ）からアスベストの重量を求める、という定量分析が行なわれる。
【０００５】
この従来の定量分析においては、被定量物質であるアスベストの回折線ピーク強度を求める際に、通常の角度走査方式（スキャン方式）のＸ線回折測定が行われていた。すなわち、被定量物質へのＸ線入射角度（θ）及びＸ線検出器による回折線検出角度（２θ）を所定の角速度で連続走査又はステップ走査させながら、入射角度（θ）で試料にＸ線を入射させつつ、試料から回折角度（２θ）で出た回折線をＸ線検出器によって検出する。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２２１２７５号公報（第３頁、図４）
【非特許文献１】日本工業規格 ＪＩＳ−Ａ１４８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のＸ線回折を利用したアスベストの定量分析によれば、物質中に含まれるアスベストの重量を非常に高精度に分析できる。しかしながら、Ｘ線検出器によって回折角度（２θ）を走査しなければならないので、測定時間が非常に長くかかっていた。例えば、４〜３０分かかっていた。現在、アスベストの定量分析を行うことの要望は非常に多くなっている。従来の方法では、その要望に時間的に応えられなくなっている。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、高い分析精度を維持しつつ、非常に短時間で分析を行うことができるアスベストの定量分析方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアスベストの定量分析方法は、
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成工程と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定工程とを有し、
（Ｃ）前記検量線作成工程では、
（ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料台に支持された試料に照射すると共に該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段によって検出するＸ線光学系における前記試料台によってアスベスト標準試料を支持し、
（ｂ）該アスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射し、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定工程では、
（ａ）前記Ｘ線光学系にける前記試料台によって被定量アスベスト含有試料を支持し、
（ｂ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｃ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｄ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出し、
（ｅ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とする。
【００１０】
上記のアスベストの定量分析方法によれば、定量測定工程において、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【００１１】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法においては、前記定量測定工程において設定される受光スリットのスリット幅を、前記検量線作成工程において用いられたスリット幅と同じとすることが望ましい。この構成により、検量線を用いた定量測定を高精度に行うことができる。
【００１２】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法においては、
（Ａ）前記検量線作成工程において、
（ａ）前記受光スリットをアスベスト標準試料の回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求め、
（Ｂ）前記被検試料測定工程において、
（ａ）前記受光スリットを被定量アスベスト含有試料内のアスベストの回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出器によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求めることが望ましい。
【００１３】
この構成により、アスベストの回折線のバックグラウンド強度を高精度に検出できる。そして、測定によって求められたアスベストの回折線からそのバックグラウンド強度を差し引けば、アスベストの回折線強度だけを正確に知ることができる。
【００１４】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法において、前記検量線用アスベスト標準試料及び前記被定量アスベスト含有試料は試料採取体上に採取され、前記試料採取体は試料板によって支持されて前記Ｘ線光学系内の所定位置に配置され、前記試料採取体における試料採取領域は直径約３５ｍｍの円であることが望ましい。一般に、試料採取体、例えばフィルタへ試料を採取する作業は吸引ろ過装置によって行われる。この吸引ろ過装置により試料はフィルタの中央部分に略円形状に採取される。
【００１５】
従来のアスベストの定量分析方法では、試料捕集体としてのフィルタにおける試料採取領域は直径約１６ｍｍ程度の円領域であった。ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）によって規定されているギ酸処理を受けた試料を吸引ろ過装置によってこの大きさの試料採取領域へ捕集した場合、その捕集量は規定上では１５ｍｇ以下になるはずであるが、実際には１５ｍｇ以上になることが珍しくない。直径１６ｍｍの試料採取領域に１５ｍｇ以上の試料が捕集された場合には、試料の厚さが厚くなり過ぎて基底標準物質による補正精度が悪くなるために検量線の直線領域が使用できなくなり、正常な定量分析ができないという問題があった。
【００１６】
これに対し、本発明に係る定量分析方法では、試料採取領域を直径約３５ｍｍの円領域としたので、試料採取領域に約７１ｍｇの試料を捕集した場合でも試料の厚さを、基底標準物質による補正精度を低下させない薄さに維持できることになった。例えば、試料１００ｍｇにＪＩＳ規定のギ酸処理を行って残渣を７１ｍｇ以下にすれば、分析できる試料の種類は非常に多くなり実用的である。この場合、検量線の直線領域の下限のアスベスト量は実際のところ０．０５ｍｇ〜０．１ｍｇであるので（実際には０．０２ｍｇも測定できる）、定量下限のアスベスト含有率は０．０５〜０．１重量％になる。この含有率は政令規定のアスベスト含有率０．１重量％の精度を十分に満足できる値である。
【００１７】
さらに、試料採取体の試料採取領域を大口径の３５ｍｍとしたことにより、７０ｍｇ程度の試料をギ酸処理することなしにアスベストの定量分析できるという応用の途が開けた。この場合の定量下限の含有率は、検量線の直線領域の下限のアスベスト量が０．０５ｍｇ〜０．１ｍｇであることから、０．０７〜０．１４重量％になる。
【００１８】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析装置は、
（Ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射し、該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段で検出するＸ線光学系と、前記Ｘ線光学系の動作を制御する共に前記Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて演算を行う演算制御手段と、前記演算制御手段の動作を規定するプログラムを記憶した記憶手段とを有し、
（Ｂ）前記プログラムは前記演算制御手段を、
（ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成手段と、
（ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定手段と、して機能させ、
（Ｃ）前記検量線作成手段は、
前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持されたアスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射させ、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出させ、その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定手段は、
（ａ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｂ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を、前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持された前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｃ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出させ、
（ｄ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とする。
【００１９】
上記構成において、「演算制御手段」、「検量線作成手段」、及び「定量測定手段」は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、メモリ等によって構成されるコンピュータによって機能的に実現される。
【００２０】
本発明に係るアスベストの定量分析装置によれば、定量測定手段の働きによって、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るアスベストの定量分析方法及び定量分析装置によれば、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るアスベストの定量分析方法及び定量分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００２３】
先ず、現在一般的に行なわれているアスベスト含有率の測定方法について図１５を用いて簡単に説明する。図１５では、建築構造物等といった物質中に含まれるアスベスト量を分析するものとする。先ず、試料を採取し（工程Ｐ１）、１次分析試料を作製する（工程Ｐ２）。その１次分析試料に対して位相差顕微鏡又は偏光顕微鏡を用いた顕微鏡定性分析を行う（工程Ｐ３）。さらに、Ｘ線回折測定によって定性分析を行う（工程Ｐ４）。上記の定性分析によってアスベスト有りと判定された場合に（工程Ｐ６）、工程Ｐ１３又は工程Ｐ１４において、Ｘ線回折測定に基づいてアスベストの定量分析が行なわれる。本発明に係る定量分析装置は、この定量分析を行うためのものである。
【００２４】
図１は定量分析を行うためのＸ線光学系の一実施形態を示している。ここに示すＸ線光学系１は、Bragg-Brentano集中法光学系によって構成されており、具体的にはＸ線源Ｆと、発散スリット２と、試料板３と、散乱スリット４と、受光スリット５と、モノクロメータ６と、カウンタ前スリット７と、Ｘ線検出器８とを有している。測定対象である試料Ｓは試料板３によって支持されている。試料Ｓは、アスベスト標準試料であったり、被定量アスベスト含有試料であったりする。
【００２５】
Ｘ線源Ｆは、通電によって熱電子を放出するフィラメント１１と、フィラメント１１に対向して配置されたターゲット１２とによって形成されている。フィラメント１１から発生した熱電子はターゲット１２の表面上に集束してＸ線焦点を形成し、このＸ線焦点からＸ線が発生する。本実施形態では、このＸ線焦点がＸ線源Ｆである。また、ターゲット１２の表面はＣｕ（銅）によって形成されるものとし、これにより、Ｘ線源ＦはＣｕの波長のＸ線を含むＸ線を発生する。
【００２６】
試料板３は測定対象である試料Ｓを支持した状態でθ回転台１３に着脱可能に装着されている。θ回転台１３と同軸に２θ回転台１４が設けられている。θ回転台１３及び２θ回転台１４は、共に、紙面垂直方向（すなわち紙面を貫通する方向）に延びる軸線であるω軸線を中心として回転可能である。２θ回転台１４には半径方向に延びる第１アーム１５が設けられており、その第１アーム１５上に散乱スリット４及び受光スリット５が設けられている。
【００２７】
また、第１アーム１５の上に紙面垂直方向に延びる軸線Ｘ０を中心として回転可能なモノクロメータ台１６が設けられ、そのモノクロメータ台１６上にモノクロメータ６が装着されている。モノクロメータ６は、例えば、グラファイト（００２）面によって形成されている。モノクロメータ台１６には半径方向に延びる第２アーム１７が設けられ、この第２アーム１７上にカウンタ前スリット７及びＸ線検出器８が設けられている。
【００２８】
Ｘ線検出器８は、例えば、Ｘ線受光用開口から受光したＸ線を位置分解することなく１つのＸ線束として検出する０（ゼロ）次元Ｘ線検出器、例えばＳＣ（Scintillation Counter：シンチレーションカウンタ）を用いて構成される。Ｘ線検出器８は取り込んだＸ線量に応じた信号を出力し、その出力信号は強度検出回路９へ送られる。強度検出回路９は、送られてきた信号に基づいてＸ線強度信号Ｉを生成して出力する。強度検出回路９は外観的にはＸ線検出器８の内部に内蔵されることがある。回折線角度（２θ）を走査する間の所定のサンプリング時間内でＸ線強度信号Ｉを積分することにより、回折線角度（２θ）に応じて変化する回折線強度Ｉ（２θ）が求められる。
【００２９】
θ回転台１３にはθ回転機構２０が付設されている。２θ回転台１４には２θ回転機構２１が付設されている。θ回転機構２０はθ回転台１３をω軸線を中心として回転駆動する。２θ回転機構２１は２θ回転台１４をω軸線を中心として回転駆動する。θ回転機構２０及び２θ回転機構２１は、いずれも、任意の回転駆動機構によって構成できるが、例えば、パルスモータ、サーボモータ等といった回転角度を制御可能なモータを動力源とし、その動力をウオームとウオームホイールとを含む回転伝達機構によって各回転台へ伝達する構成の機構によって構成できる。
【００３０】
θ回転台１３、２θ回転台１４、θ回転機構２０及び２θ回転機構２１は、それらの上に設けられた各光学要素のＸ線に対する角度位置を調節するための測角器、いわゆるゴニオメータとして機能する。θ回転台１３は、Ｘ線源Ｆから出て試料Ｓへ入射するＸ線の入射角度θを変化させるために回転する。本明細書ではこの回転を「θ回転」ということにする。２θ回転台１４は、試料Ｓから回折角度２θで出る回折線をＸ線検出器８によって検出できるようにするためにＸ線検出器８の入射Ｘ線に対する角度２θを変化させるために回転する。本明細書ではこの回転を「２θ回転」ということにする。
【００３１】
θ回転は所定の角速度で連続的又はステップ的（すなわち間欠的）に行なわれる。２θ回転はθ回転と同じ方向へ２倍の角速度で行なわれる。本実施形態では、試料Ｓのθ回転を実現するために、Ｘ線源Ｆを固定状態として上で試料Ｓをω軸線を中心として回転させているが、この回転手法に代えて、試料Ｓを固定状態としてＸ線源Ｆの方を試料Ｓを中心として回転させることもできる。この場合の回転軸線はθｓ軸線（図示せず）と呼ばれることがある。なお、この場合、Ｘ線検出器８を回転させる２θ回転台１４をθ回転させ、Ｘ線源Ｆの回転軸線（θｓ）をθ回転させれば、Ｘ線源Ｆから見てＸ線検出器８を２θ角度分、回転させることができる。
【００３２】
試料Ｓが入射Ｘ線に対してθ回転し、Ｘ線検出器８が入射Ｘ線に対して２θ回転する際、Ｘ線源Ｆ及び受光スリット５はゴニオメータ円Ｃｇ上にある。ゴニオメータ円Ｃｇの半径がゴニオメータ半径Ｒである。Ｘ線源Ｆ、試料Ｓ及び受光スリット５は、第１集中円Ｃｆ1 上にある。また、受光スリット５、モノクロメータ６及びカウンタ前スリット７は、第２集中円Ｃｆ2 上にある。
【００３３】
試料板３は、例えば図２に示すように、基底基準板２３と、非晶質体としてのガラスリング２４と、試料採取体としてのフィルタ２５と、押え板２６とを有する。基底基準板２３はＺｎ（亜鉛）を材料として矢印Ａ方向から見て概ね円板形状に形成されている。この基底基準板２３の表面には、非晶質体リング２４を埋設するための矢印Ａ方向から見てリング状の溝２８、及びフィルタ２５を支持するための矢印Ａ方向から見て円形状の凹部２９が形成されている。リング状溝２８の外側には、基底基準板２３を厚さ方向に貫通する複数の貫通穴３０が設けられ、その貫通穴３０の中に磁石３１が挿入され固定されている。貫通穴３０及び磁石３１は、矢印Ａ方向から見て１つの円周軌跡上に等角度間隔で複数個、例えば９０°間隔で４個設けられている。
【００３４】
ガラスリング２４は矢印Ａ方向から見てリング形状に形成されている。このガラスリング２４の厚さｔ３は、ガラスリング２４を基底基準板２３のリング状溝２８内に埋設したときに、図３に示すようにガラスリング２４の表面が基底基準板２３の中央部分である基底部２３ａの表面と同じ高さとなるように設定されている。また、図２においてガラスリング２４の内周径Ｄ４は、ガラスリング２４を基底基準板２３のリング状溝２８内に埋設したときに、図３に示すように、ガラスリング２４の内周面が基底部２３ａの外周面にできる限り隙間なく密着するように設定されている。
【００３５】
図２において、フィルタ２５は分析対象であるアスベストを含んだ被定量物質を捕集して支持するための部材であり、例えばフッ素樹脂バインダグラスファイバによって円板形状に形成されている。被定量物質はフィルタ２５の中央部の直径Ｄ６の領域（以下、試料採取領域Ａｓという）に採取される。フィルタ２５は図３に示すように、基底基準板２３の円形状凹部２９の中に挿入されて基底部２３ａの上に載置される。
【００３６】
図２において、押え板２６は、例えばステンレス鋼によって矢印Ａ方向から見てリング形状に形成されている。この押え板２６は、図３に示すようにフィルタ２５を上方向から押えるための部材である。押え板２６は基底基準板２３の表面に載置された状態で磁石３１の磁力によって吸着固定される。図２において押え板２６の内径Ｄ８は、フィルタ２５の試料採取領域径Ｄ６よりも大きくなっており、試料採取領域Ａｓが外部へ露出する。
【００３７】
以下に、試料板３を構成する各部材の寸法の一例を挙げる。
（１）基底基準板２３
基底部径Ｄ０＝３２ｍｍ、リング状溝外径Ｄ１＝４２ｍｍ，フィルタ収納部径Ｄ２＝４７．５ｍｍ、外径Ｄ３＝５２ｍｍ
リング状溝高さｔ０＝２．０ｍｍ、フィルタ収納部高さｔ１＝３．０ｍｍ、外形高さｔ２＝３．２ｍｍ
（２）ガラスリング２４
内径Ｄ４＝３２．５ｍｍ，外径Ｄ５＝４１．５ｍｍ、厚さｔ３＝１．０ｍｍ
（３）フィルタ２５
試料採取領域径Ｄ６＝３５ｍｍ、外径Ｄ７＝４７ｍｍ、厚さｔ４＝０．２ｍｍ
（４）押え板２６
内径Ｄ８＝４１ｍｍ、外径Ｄ９＝５３ｍｍ、厚さｔ５＝０．２ｍｍ
【００３８】
試料板３は、試料採取領域Ａs が図１においてＸ線照射を受ける面となるように、θ回転台１３上に装着される。試料板３のθ回転台１３への装着構造は詳しくは示されていないが、この装着構造は自由に設定できる。例えば、（１）図３の磁石３１の磁力を利用して吸着させる方法でも良いし、（２）板バネその他の構造のバネのバネ力を利用して挟持する方法でも良いし、（３）基底基準板２３それ自体を円板形状ではなく長方形の板状に形成してその板状基底試料板をθ回転台１３の所定位置に装着する方法でも良い。
【００３９】
発散スリット２はスリット幅が一定値の固定スリットである。発散スリット２のスリット幅は、一般に、測定対象である試料の回折線角度とＸ線を試料に照射する面積とに応じて設定されるものであり、本実施形態では１．４°、１°、１／２°等のスリット幅を用いる。図１４を用いて行う後述の説明から分かるように、発散スリット２のスリット幅は１．４°程度であることが望ましい。
【００４０】
散乱スリット４、受光スリット５、及びカウンタ前スリット７の各スリット幅は可変であり、これらのスリット４，５，７に、それぞれ、スリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃが付設されている。スリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃは上記の各スリット４，５，７のスリット幅を所定の範囲（例えば０．１ｍｍ〜４．７ｍｍ）内の希望の大きさに調節するための機構である。これらのスリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃは任意の機構によって構成できるが、例えば、パルスモータ、サーボモータ等といった回転角度を制御可能なモータを動力源としてその回転動力を直進動力に変換してスリットを開閉移動させる機構を採用できる。回転動を直線動に変換する機構としては、例えば送りネジ軸を用いた機構を採用できる。
【００４１】
散乱スリット４のスリット幅は、受光スリット５のスリット幅より少し（例えば、０．７ｍｍ）広い幅に設定される。カウンタ前スリット７のスリット幅は、受光スリット５のスリット幅より少し（例えば、０．５ｍｍ）広い幅に設定される。
【００４２】
図１に示すＸ線光学系１において、θ回転台１３がθ回転し、２θ回転台１４が２θ回転するとき、試料から出る回折線の中心光軸は平面を描くことになる。この平面は回折面と呼ばれることがある。この回折面は水平面となることもあるし、鉛直面となることもある。水平な回折面を形成するようなゴニオメータは横型ゴニオメータと呼ばれることがあり、鉛直な回折面を形成するようなゴニオメータは縦型ゴニオメータと呼ばれることがある。本実施形態は横型、縦型のいずれであっても良い。
【００４３】
図４は、図１のＸ線光学系１の動作を制御する制御装置を示している。この制御装置３５はコンピュータを用いて構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３６、ＲＯＭ（Read Only Memory）３７、ＲＡＭ（Random Access Memory）３８、メモリ３９、これらの要素を接続するバス４０を有する。メモリ２４は適宜の記憶媒体、例えば、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disk）、ＭＯ（Magneto-optic）等といった機械式メモリや、半導体メモリ等によって形成できる。ＣＰＵ２１はメモリ２４の中に記憶されたプログラムに従って演算及び制御を行う。ＲＯＭ２２には基本的なデータや基本的なオペレーティングシステムが記憶されている。ＲＡＭ２３は各種のデータを一時的に記憶するためのポテンシャルファイルとして機能する。
【００４４】
図１に示したθ回転機構２０、２θ回転機構２１、スリット開閉機構３３、及び強度検出回路９はバス４０を介して制御装置３５に接続されている。また、バス４０には、印字手段としてのプリンタ４２、画像表示手段としてのディスプレイ４３、キーボード、マウス等といった入力装置４４が接続されている。メモリ３９の中には、Ｘ線回折を用いた定量分析を実現するためのプログラムソフトが格納されたファイル４５、及び測定データを記憶するためのデータファイル４６が設けられている。
【００４５】
以下、基底標準吸収補正法に基づいて行なわれる本実施形態に係るアスベストの定量分析を具体的に説明する。アスベストとしてはクリソタイル、アモサイト、クロシドライトの３種が良く知られており、必要に応じてそれらのうちの１つが試料として供される。以下の説明では、それら３種のうちの任意の１つが選択されて試料として供されるものとし、特に個々の種類に特有の説明である場合には種類名を挙げて説明を行うことにする。本実施形態の定量分析は、標準試料を用いて行なわれる検量線作成工程、及び被検試料に対して行われる定量測定工程を有しているので、それらを順次且つ個別に説明する。
【００４６】
（検量線作成工程）
検量線作成工程を図５に基づいて説明する。まず、工程Ｐ２１において検量線用アスベスト標準試料を調整する。具体的には、下表に示す量のアスベストを準備する。
【００４７】
【表１】
【００４８】
次に、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）の規定に従って検量線用試料を作成する。具体的には、上記各量のアスベストをコニカルビーカに入れ、それぞれ２０％のギ酸を各試料量に応じて所定量加え、さらに無じん水を所定量加え、超音波洗浄器で１分間分散した後、３０°Ｃに設定した恒温槽内に入れ、３０秒攪拌、１分３０秒静置の操作を６回繰り返してから、フィルタを装着した吸引ろ過装置で吸引ろ過を行う。ろ過後のフィルタを取り出し、乾燥後、フィルタ上に捕集された試料の重量を求める。次に、図２において、標準試料を含む各フィルタ２５の個々を基底基準板２３に組み込んで試料板３を作製する。
【００４９】
次に、図５の工程Ｐ２２において、試料板３を１つずつ図１のＸ線光学系１の所定試料位置に装着してスキャン測定を行う。すなわち、Ｘ線源Ｆから発生したＸ線を発散スリット２によって規定されるＸ線照射幅Ｗx でアスベスト標準試料Ｓに照射し、該試料Ｓをθ回転させて該試料Ｓから回折線を発生させ、θ回転に連動してＸ線検出器８を２θ回転させて回折線をＸ線検出器８によって検出し、その検出結果を所定のサンプリング時間ごとに積分してＸ線強度Ｉ（２θ）を求める。こうして、横軸に回折角度２θをとり、縦軸にＸ線強度Ｉをとった座標上に回折線プロファイルが求められる。
【００５０】
図６はクリソタイルの回折線プロファイルの一例を示している。図７はアモサイトの回折プロファイルの一例を示している。図８は図７の縦軸を拡大して示している。図８のプロファイルから明らかなように、図１のＸ線光学系１を用いれば０．０２ｍｇのアモサイトを明確に識別できる。０．０２ｍｇの重量を測定できることは、その他のアスベスト（すなわち、クリソタイル、クロシドライト）についても同じである。
【００５１】
なお、各種のアスベストについてのスキャン範囲は下表の通りである。
【００５２】
【表２】
【００５３】
次に、図５の工程Ｐ２３において、
（１）受光スリット５のためのスリット幅Ｗs 、
（２）回折角度（ピークセンター）２θp 、及び
（３）バックグラウンドを測定するための角度２θＢＬ，２θＢＨ、
の各値を決める。具体的には、図９に示すような回折線プロファイルＰ０が求められたときに、ピークの裾部の適所に２θＨ及び２θＬをとり、スリット幅Ｗs を
Ｗs＝２θＨ−２θＬ
によって決める。例えば、ゴニオメータ円Ｃｇの半径が１８５ｍｍのとき、クリソタイルに対して４．０ｍｍ、アモサイトに対して２．７ｍｍ、クロシドライトに対して３．２ｍｍの各スリット幅を決める。
【００５４】
また、散乱スリット４のスリット幅は、例えばクリソタイルで４．７ｍｍ、アモサイトで３．４ｍｍ、クロシドライトで３．９ｍｍ程度に設定する。さらに、カウンタ前スリット７のスリット幅はクリソタイルで４．５ｍｍ、アモサイトで３．２ｍｍ、クロシドライトで３．７ｍｍ程度に設定する。
【００５５】
回折角度２θp は、
２θp＝（２θＬ＋２θＨ）／２
によって決める。また、低角度側のバックグラウンド測定角度２θＢＬ及び高角度側のバックグラウンド測定角度２θＢＨをプロファイルＰ０の低強度部分の平らな部分に設定する。以上のスリット幅Ｗs、回折角度２θp 、バックグラウンド測定角度２θＢＬ，２θＢＨの各値は、プログラムに従って自動的に決定しても良いし、測定者が入力装置４４（図４）を通して入力しても良い。
【００５６】
次に、図５の工程Ｐ２４において、工程Ｐ２１において調整したアスベスト標準試料のうち最少量試料（すなわち０．１ｍｇ）について回折線積分強度が所定強度以上になる測定条件、特にＸ線照射時間（τ）を決める。具体的には、最少量試料についての回折線積分強度が２０００counts 以上になるような測定条件を決める。例えば、Ｘ線照射時間は、クロシドライトに対しては２〜２０秒、アモサイトに対しては２〜１８秒、クロシドライトに対しては２〜１８秒程度に設定される。２０００counts は信頼性の高い分析を行うことができる強度としてＪＩＳにも規定されている値である。
【００５７】
次に、工程Ｐ２５において、工程Ｐ２１において調整したアスベスト標準試料の個々について上記の測定条件の下で図１のＸ線光学系１を用いてスキャン測定を行い、アスベストの回折線強度ＩＡ を求める。次に、工程Ｐ２６において、図３の基底基準板２３の基底部２３ａ（Ｚｎ）の回折線強度を求める。詳しくは、アスベスト標準試料を透過することなく基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉzn0、及びアスベスト標準試料を透過した後に基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉznを測定する。
【００５８】
次に、工程Ｐ２７において、工程Ｐ２５で求めたアスベスト標準試料の回折線強度ＩＡを基底部の強度Ｉzn0及びＩznを使って補正する。アスベスト試料の重量が大きくなればなる程、アスベスト試料によって吸収されるＸ線量が多くなるので、アスベスト標準試料の回折線強度ＩＡはアスベスト標準試料の試料量が多くなる程、真の強度値よりも小さく測定される傾向にある。工程Ｐ２７で行なわれる補正はアスベスト自身のＸ線吸収によるＸ線強度の低下を補償するための補正である。
【００５９】
強度補正は、例えば次のようにして行なわれる。測定されたアスベスト試料の回折線強度をＩＡとし、補正係数をＫとすれば、補正された回折線強度ＩＴは、
ＩＴ＝ＩＡ・Ｋ …（１）
によって求められる。ここで、補正係数Ｋは、
【００６０】
【数１】
である。但し、Ｒθは、アスベストの回折角θa とＺｎの回折角θznの正弦比
【００６１】
【数２】
であり、ΔＲＩは、アスベストを載せる前のＺｎの回折強度Ｉzn0 と、載せた後のＺｎの回折強度Ｉznの減少率
【００６２】
【数３】
である。
【００６３】
次に、工程Ｐ２７において、上式（１）によって求めたＩＴと、そのＩＴに対応するアスベスト重量とを座標上にプロットして検量線を作成する。得られた検量線はメモリ３９（図４）の所定領域に数式又はテーブルの形で保存される。例えば、クリソタイルに関しては図１０（ａ）に示すような検量線が得られる。また、アモサイトに関しては図１０（ｂ）に示すような検量線が得られる。
【００６４】
（定量測定工程）
次に、被検試料に対して行われる定量測定工程について図１１に基づいて説明する。
まず、工程Ｐ３１において被検試料（例えば、アスベストを含むと思われる建材）から１次試料を作製し、工程Ｐ３２においてこの１次試料に対してＸ線回折及び光学顕微鏡に基づいて定性分析、すなわちアスベストが含まれているか否かの分析を行う。この定性分析は本実施形態に係る定量分析の前処理であるので、詳しい説明は省略する。定性分析によってアスベスト有りと判断されると（図１５の工程Ｐ６）、本実施形態の定量分析が行われる。
【００６５】
定量分析を行う際には、工程Ｐ３３において定量分析用の２次試料を作成する。具体的には次のような処理を行う。まず、建材等といった物質から採取した試料を適量、粉砕機に入れて十分に粉砕した後、ふるいにかけてふるい分けし、全ての試料がふるい下になるまで粉砕とふるい分けを繰り返して分析用試料とする。試料が有機物質の場合は、有機成分を灰化した後に上記の粉砕及びふるい分けを行う。
【００６６】
次に、上記の分析用試料を１００ｍｇ精秤してコニカルビーカに入れ、２０％のギ酸を２０ｍｌ、無じん水を４０ｍｌ加えて、超音波洗浄機で１分間分散した後、３０℃に設定した恒温槽内に入れ、３０秒攪拌、１分３０秒静置の操作を６回繰り返してから、吸引ろ過装置で吸引してフィルタへ捕集する。試料ろ過後のフィルタを乾燥し、その後フィルタ上に捕集された試料の重量を求め、定量分析用試料とする。定量分析用試料は１回の分析に対して３個作製する。
【００６７】
次に、図１１の工程Ｐ３４において、定量測定を行うための次の２種類の値、すなわち（１）回折角度２θp 及び（２）バックグラウンドを測定するための角度２θＢＬ，２θＢＨ、の各値を決める。これらを決めるために、図１のＸ線光学系１を用いてスキャン測定を行う。これらの値の求め方は検量線を求める際に行った図９に示したプロファイルＰ０を用いた求め方と同じである。なお、定量測定の際の受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットのスリット幅は、検量線を求める際に図５の工程Ｐ２３で決めたスリット幅と同じスリット幅を採用するものとする。なお、条件決定工程Ｐ３４は、定性分析工程Ｐ３２において成分が類似していると分かった試料については１回だけ行えば良く、必ずしも全ての試料ごとに行う必要はない。
【００６８】
例えば、回折角度２θp は次の表のように決められる。
【００６９】
【表３】
【００７０】
次に、図１１の工程Ｐ３５において、図１のＸ線光学系１における測定条件を工程Ｐ３４で決めた条件に合わせる。そして、Ｘ線入射角度（θ）及び回折線測定角度（２θ）の走査（スキャン）を行うことなく、受光スリット５及びＸ線検出器８を停止させた状態で、検量線作成時に図５の工程Ｐ２４で決めた計数時間τの間で回折線の積分強度Ｉ２θＰを求める。さらに、工程Ｐ３４で決めたバックグラウンド測定角度２θＢＬ，２θＢＨに受光スリット５及びＸ線検出器８を合わせ、低角度側バックグラウンド強度Ｉ２θＢＬを時間（τ／２）で計数し、高角度側バックグラウンド強度Ｉ２θＢＨを同じく時間（τ／２）で計数する。そして、バックグラウンド成分を除去した真の回折線強度ＩＡを求める。なお、バックグラウンド強度は省略することも可能である。
【００７１】
従来の定量分析においては、工程Ｐ３５におけるアスベストの回折線強度ＩＡの測定及びバックグラウンド強度の測定をθ回転及び２θ回転のスキャンによって行っていた。このため、測定結果を得るために非常に長い時間、例えば１回の測定について数分〜十数分、具体的には４〜３０分を要していた。アスベストの定量分析は数多くの試料に対して順次に行われるものであるので、１回の分析時間が長かった従来のスキャン方法では極めて長い測定時間が必要であった。これに対し、本実施形態の定量分析によれば、受光スリット５及びＸ線検出器８を決められた回折角度位置に停止させた状態で数秒間、具体的には２〜２０秒の積分測定を行えば十分であるので、非常に短い時間でアスベストの回折線強度を求めることが可能になった。
【００７２】
以上により、アスベストの回折線強度ＩＡが求められた後、工程Ｐ３６において検量線作成時における工程Ｐ２６の場合と同様にして、試料を透過することなく基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉzn0、及び試料を透過した後に基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉznを測定する。さらに、工程Ｐ３７において、工程Ｐ３５で求めた被検試料の回折線強度ＩＡを基底部の強度Ｉzn0及びＩznを使って補正する。この補正は、検量線作成時において図５の工程Ｐ２７において行った補正と同じ手順に従って行われる。この補正により、被検試料の量が多くなった場合のＸ線吸収の影響が補正されて、正しいアスベストの回折線強度ＩＴが求められる。
【００７３】
次に、工程Ｐ３８において、図５の検量線測定工程によって求められた検量線（例えば図１０（ａ），（ｂ）に示す検量線）に基づいて、工程Ｐ３７で求めたアスベスト回折線強度ＩＴからアスベストの重量を求める。このアスベスト重量が求めるアスベスト量である。この求められたアスベスト重量を分析に供した試料量（本実施形態では１００ｍｇ）で除算すれば、被検試料中に含まれるアスベストの含有率（重量％）が求められる。求められたアスベスト含有重量及び含有率は図４のメモリ３９内の所定記憶領域に保存される。
【００７４】
（大口径フィルタの使用）
ところで、本実施形態で用いる図２及び図３に示した試料板３は従来のものに比べて大口径である。従来の試料板においては試料採取体としてのフィルタ２５の外径Ｄ７が２５ｍｍで、試料採取領域径Ｄ６が１６ｍｍであった。これに対し、本実施形態ではフィルタの外径Ｄ７を４７ｍｍとし、試料採取領域径Ｄ６を３５ｍｍとしている。この大口径の試料採取領域は図１におけるＸ線照射幅Ｗｘ内でできる限り広い領域として与えられた領域である。
【００７５】
試料採取領域がφ１６ｍｍと小さかった従来の場合には、検量線が図１２に符号Ｌ１及びＬ２で示す状態であった。検量線Ｌ１はアスベスト量の増大によるＸ線吸収率の変化に基づいたＸ線強度の補正をしない状態の検量線であり、検量線Ｌ２はアスベスト量の増大によるＸ線吸収率の変化を考慮してＸ線強度の補正をした状態下での検量線である。従来の検量線Ｌ２によれば重量１５ｍｇまでは直線領域が確保されていて、この重量までは定量分析を行うことができた。しかしながら、試料の重量が１５ｍｇを超える領域では試料の厚さが厚くなり過ぎるためＸ線吸収量が大きくなり、検量線の直線領域を確保できず、正確な定量分析を行うことができなかった。
【００７６】
これに対し、試料採取領域径を３５ｍｍの大口径とした本実施形態によれば、図１２において約７１．８ｍｇの重量まで検量線Ｌ４の直線領域を延ばすことが可能となった。検量線Ｌ３は試料によるＸ線吸収率の変化に基づいた強度補正を行わない状態の検量線を示している。このように、検量線の直線領域を重い重量域まで延ばすことができたのは、フィルタにおける試料採取領域を大口径にすることにより、捕集された試料の厚さを増大させることなく多量の試料をフィルタ上に捕集できたためである。
【００７７】
また、検量線の直線領域を高重量側へ延ばすことができたということは、試料の捕集可能重量を直線領域の範囲内の最大重量近傍まで高められたということである。アスベストと試料（特にマトリクス物質、すなわち試料内のアスベスト以外の物質）のＸ線の吸収率は厳密には異なるが、アスベストは鉱物の一種であり、マトリクス物質は無機物質（主に鉱物）であるので両者のＸ線吸収率は、オーダー的には同じであるとみなしてよい。従って、試料を検量線の直線領域の範囲内の最大重量近傍まで捕集しても、検量線の下限のアスベスト感度はあるので、次のような効果が得られる。
（ａ）少ないアスベスト含有率の定量ができる。アスベスト含有率の分母となる試料重量が大きくなるからである。
（ｂ）前処理であるギ酸処理においてマトリクス物質が溶け難くて残渣率が大きい場合でも、残試量が７１．８ｍｇ以下であれば正確な定量分析を行うことができる。
（ｃ）検量線の直線領域が高重量側へ延びたので、場合によっては前処理であるギ酸処理を行わないで定量分析を行うことができる。
【００７８】
（受光スリットのスリット幅の決定方法）
ところで、図５に示す検量線作成処理の工程Ｐ２３において受光スリットのスリット幅が決められ、その決められたスリット幅に従って工程Ｐ２５でアスベスト強度ＩＡが測定され、工程Ｐ２６で基底部の回折強度Ｉzn0及びＩznが測定される。また、図１１に示した定量測定処理においても、決められたスリット幅の下に工程Ｐ３５及び工程Ｐ３６で回折線強度測定が行われる。
【００７９】
受光スリットのスリット幅の決め方については図９を用いて基本的な処理方法を説明したが、アスベストの回折線近傍に妨害な回折線がある場合には、下表に示すような処理方法を採用することが望ましい。
【００８０】
【表４】
【００８１】
上表において、「アスベスト単独の回折線が使える場合」には、アスベストの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ１を採用し、バックグラウンドの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ１又はＷ２を採用し、基底標準物質の回折線を測定するためのスリット幅としてＷ３を採用し、基底標準物質のバックグラウンドを測定するためのスリット幅としてＷ３を採用する。
【００８２】
なお、アスベストのバックグラウンドの強度を測定する際には、回折線の強度を測定する場合と同じ時間で計数し、その測定位置は、（ａ）アスベストの回折線近傍で回折線が全く無い平坦な領域で、アスベストの回折線の前（低角度側）、後（高角度側）それぞれ１個所か、（ｂ）アスベストの回折線近傍で回折線が全く無い平坦な領域の１個所である。
【００８３】
また、アスベストの回折線ピークは唯一の回折角度（２θ）のところだけに現れるものではなく、２θの異なったところに数個が現れる。一般にこれらの回折線は最強線、第２強線、第３強線、…、のように呼ばれている。本実施形態において、単独の回折線が使える場合とは、それら複数の回折線のうち妨害線が重なっていない、回折線が１つのピークとして明確に判別できる場合のことである。妨害線が重なっていない回折線が複数あるときには、強度の強い回折線を選択して使用すれば良い。
【００８４】
次に、「回折線の片側又は両側に妨害線が重り、重った線との間に極小点がある場合」には、アスベストの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ４を採用し、バックグラウンドの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ４又はＷ２を採用し、基底標準物質の回折線を測定するためのスリット幅としてＷ３を採用し、基底標準物質のバックグラウンドを測定するためのスリット幅としてＷ３を採用する。
【００８５】
次に、「回折線の片側又は両側に妨害線が重り、重った線との間に極小点が無い場合」には、本定量スリット方法では誤差が大きくなると考えられるので、ピーク分離法等といった他の方法を採用する。「重なった線との間に極小点が無い場合」とは、互いに隣り合うピークが独立したピークとして識別できない場合である。
【００８６】
以下、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、及びＷ４について説明する。
Ｗ１は受光スリットのスリット幅を意味している。このスリット幅Ｗ１を決めるに際しては、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の幅の狭い受光スリットで、回折線を含めて前後数度（２θ）の範囲を走査してプロファイルを測定し、そのときの受光スリット幅を考慮してそのときの回折線幅から受光スリットのスリット幅Ｗ１を決める。
【００８７】
例えば回折線プロファイルから受光スリット幅Ｗ１を決めるためには次のような方法がある。プロファイルの広がりや妨害線の有無等の状況によって最適な方法を選ぶ。
（１）回折線の立ち上がりから立ち下がりまでの範囲をスリット幅Ｗ１と決める。
（２）回折線の１／１０価幅をスリット幅Ｗ１と決める。
（３）回折線の半価幅の２倍をスリット幅Ｗ１と決める。
【００８８】
次に、アスベストのバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ２は、次のようにして決められる。
（Ａ）平坦な部分（回折線が全く無い領域）がスリット幅Ｗ１以上ある場合はスリット幅Ｗ２はスリット幅Ｗ１と等しい。
（Ｂ）平坦な部分が妨害線等でスリット幅Ｗ１未満の場合は平坦部分のスリット幅Ｗ２はスリット幅Ｗ１よりも小さくする（Ｗ２＜Ｗ１）。この場合、バックグラウンドの強度を補正するために、次の（ａ）又は（ｂ）の方法を用いる。
（ａ）アスベストの回折線の計数時間に対して（Ｗ１／Ｗ２）倍の時間、バックグラウンドの計数時間を長くする。
（ｂ）アスベストの回折線の計数時間と同じ時間、計数し、その計数結果を（Ｗ１／Ｗ２）倍する。
【００８９】
次に、基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３を決めるに際しては、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の幅の狭い受光スリットで、回折線を含めて前後数度（２θ）の範囲を走査してプロファイルを測定し、そのときの受光スリット幅を考慮してそのときの回折線幅から基底標準物質の受光スリット幅Ｗ３を決める。
【００９０】
基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３を決めるための具体例はアスベストの回折線を測定するための受光スリット幅Ｗ１の決め方として挙げた上記の（１）〜（３）と同様である。但し、基底標準物質の回折線の近傍に妨害線が無いときは、基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３＝アスベストの回折線を測定するための受光スリット幅Ｗ１としても良い。
【００９１】
次に、Ｗ４は、例えば図１３に示すようにして決められる。すなわち、回折線Ｐ１０の両側に妨害線Ｐ１１及びＰ１２が重なり、重なった回折線間に極小点Ｑ１及びＱ２がある場合には、それらの極小点Ｑ１，Ｑ２間の距離をスリット幅Ｗ４と決める。
【００９２】
（発散スリットのスリット幅の決め方）
次に、図１において、Ｘ線光学系１のＸ線入射側に設けられた発散スリット２のスリット幅の決め方について説明する。図１４は、発散スリットのスリット幅として発散角１．０°、１．４°、１．５°の３種類を考え、回折角度２θを変化させたときの、試料Ｓの配置位置でのＸ線照射幅の変化の様子をグラフとして示している。このグラフは幾何学的な計算によって求められたものである。
【００９３】
このグラフにおいて、発散スリットのスリット幅が一定の場合、回折角度２θが大きくなる程、試料位置におけるＸ線照射幅は小さくなる。このように２θが大きくなるにつれてＸ線照射幅は小さくなるのであるが、試料から強度の強い回折線を得るためには、できるだけ試料の広い面積にＸ線を照射することが望まれる。本実施形態では、試料の採取面積径が３５ｍｍであるので（図２のＤ６参照）、アスベストの回折線位置とそのバックグラウンドを測定する位置とを含めると、Ｘ線照射幅は３５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００９４】
また、クリソタイルの回折角度が２θ＝１２．１°であり、アモサイトの回折角度が２θ＝１０．６°であり、クロシドライトの回折角度が２θ＝１０．４°であることを考えれば、最も大きいクリソタイルの回折角度２θ＝１２．１°のところまではＸ線照射幅が３５ｍｍを確保できることが望ましい。また、Ｘ線照射幅が大き過ぎると、捕集面積径３５ｍｍを超える領域を照射するＸ線量が多くなって試料周辺から散乱Ｘ線が発生し、これがノイズとなって測定精度を低下させるそれがある。
【００９５】
以上のように、できるだけ試料の広い面積にＸ線を照射すること、２θ＝１４°程度までは３５ｍｍの試料捕集面積径いっぱいにＸ線を照射したいこと、及び試料採取面積に対してＸ線照射幅が大きくなり過ぎないこと、といった要求があることから、図１４のグラフに基づいて判断すれば、発散スリットのスリット幅は発散角で１．４°が適当であると考えられる。
【００９６】
以上の説明の通り、本実施形態の定量分析方法によれば、図１の受光スリット５のスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット５及びＸ線検出器８をアスベストの回折線角度位置（２θ）に所定時間停止させた状態でＸ線検出器８によって被定量アスベスト含有試料Ｓからの回折線を検出することにした。このため、受光スリット５のスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出器８はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本実施形態の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【００９７】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、図１に示した実施形態ではＸ線検出器８の前にモノクロメータ（いわゆるカウンタモノクロメータ）を設けたが、モノクロメータを設けることなく受光スリットの直ぐ後にカウンタを設けることもできる。
【００９８】
図１に示した実施形態ではθ回転台１３上に１つの試料板３を設ける構成とした。これに代えて、回転テーブルを用いたサンプルチェンジャを用いることができる。この場合には、回転テーブル上に図３の試料板３を複数、載置し、それらの試料３板のうちの１つを回転テーブルの回転によって１つずつＸ線照射位置に持ち運ぶことにより、複数の試料に対して連続して定量分析を行うことができる。
【００９９】
上記実施形態では受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットとして可変スリットを用いた。この可変スリットに代えて、固定スリット幅の受光スリットを用いることができる。この場合には、受光スリット幅は、２．７ｍｍ、３．２ｍｍ、４．０ｍｍ等を用意しておけば良い。散乱スリット幅とカウンタ前スリットは受光スリット幅より０．５〜０．７ｍｍ広いスリットを用意しておけば良い。固定スリット幅の受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットを用いる場合、これらのスリットの交換は手動で行っても良いし、適宜の機構によって自動で行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係るＸ線回折測定方法を実施するためのＸ線光学系の一実施形態を示す図である。
【図２】試料板の一例を示す分解断面図である。
【図３】図２に示す試料板を組立てた状態を側面断面図である。
【図４】図１のＸ線光学系を制御する制御系を示すブロック図である。
【図５】図１の装置を用いて行われる処理工程の一つである検量線作成工程を示す工程図である。
【図６】被定量物であるアスベストの１種の回折線図形を示す図である。
【図７】被定量物であるアスベストの他の１種の回折線図形を示す図である。
【図８】図７の要部を拡大して示す図である。
【図９】図５に示す工程図における主要工程を説明するための回折線ピークを示す図である。
【図１０】図５に示す処理によって作成された検量線の例を示す図である。
【図１１】図５に示す処理に引き続いて行われる処理工程である定量測定工程を示す工程図である。
【図１２】検量線の性質を説明するための図である。
【図１３】図５及び図１１に示す処理工程においてスリット幅を決める処理を行う際の処理方法を説明するための図である。
【図１４】図１のＸ線光学系における発散スリットのスリット幅を決める際の参考データを示す図である。
【図１５】アスベスト含有率測定方法の一般的な処理工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１．Ｘ線光学系、 ２．発散スリット、 ３．試料板、 ４．散乱スリット、
５．受光スリット、 ６．モノクロメータ、 ７．カウンタ前スリット、
８．Ｘ線検出器、 １１．フィラメント、 １２．ターゲット、 １３．θ回転台、
１４．２θ回転台、 １５．第１アーム、 １６．モノクロメータ台、
１７．第２アーム、 ２３．基底基準板、 ２３ａ．基底部、
２４．ガラスリング（非晶質体）、 ２５．フィルタ（試料採取体）、 ２６．押え板、
２８．リング状溝、 ２９．円形状凹部、 ３０．貫通穴、 ３１．磁石、
３５．制御装置、 ３９．メモリ、 ４０．バス、 ４５．プログラムソフト、
Ａｓ．試料採取領域、 Ｃｇ．ゴニオメータ円、 Ｃｆ1．第１集中円、
Ｃｆ2．第２集中円、 Ｆ．Ｘ線源、 Ｓ．試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線回折を利用してアスベストの重量を測定するアスベストの定量分析方法及び定量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建材、建物構造等といった物質中に含まれるアスベストや、大気中に含まれるアスベストが健康を害することの観点から注目されている。具体的には、物質中や大気中に含むことが許されるアスベストの重量は厳しく、例えば０．１重量％を超えない範囲であることが規定されるに至っている。
【０００３】
非特許文献１によって規定されているアスベストの含有率の測定方法は、簡単に言えば、位相差顕微鏡や偏光顕微鏡による定性分析及びＸ線回折測定による定性分析を行なって物質中のアスベストの有無を調べ、アスベスト有りと判断されたときにはＸ線回折測定による定量分析を行うことになっている。
【０００４】
Ｘ線回折測定による定量分析は、一般に、基底標準吸収補正法に基づいて行なわれることになっており、この方法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１の方法によれば、まず検量線を求め、次にアスベスト（すなわち被定量物質）の回折線ピーク強度（Ｉ）を求め、次に検量線に基づいて回折線ピーク強度（Ｉ）からアスベストの重量を求める、という定量分析が行なわれる。
【０００５】
この従来の定量分析においては、被定量物質であるアスベストの回折線ピーク強度を求める際に、通常の角度走査方式（スキャン方式）のＸ線回折測定が行われていた。すなわち、被定量物質へのＸ線入射角度（θ）及びＸ線検出器による回折線検出角度（２θ）を所定の角速度で連続走査又はステップ走査させながら、入射角度（θ）で試料にＸ線を入射させつつ、試料から回折角度（２θ）で出た回折線をＸ線検出器によって検出する。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２２１２７５号公報（第３頁、図４）
【非特許文献１】日本工業規格 ＪＩＳ−Ａ１４８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のＸ線回折を利用したアスベストの定量分析によれば、物質中に含まれるアスベストの重量を非常に高精度に分析できる。しかしながら、Ｘ線検出器によって回折角度（２θ）を走査しなければならないので、測定時間が非常に長くかかっていた。例えば、４〜３０分かかっていた。現在、アスベストの定量分析を行うことの要望は非常に多くなっている。従来の方法では、その要望に時間的に応えられなくなっている。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、高い分析精度を維持しつつ、非常に短時間で分析を行うことができるアスベストの定量分析方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るアスベストの定量分析方法は、
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成工程と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定工程とを有し、
（Ｃ）前記検量線作成工程では、
（ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料台に支持された試料に照射すると共に該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段によって検出するＸ線光学系における前記試料台によってアスベスト標準試料を支持し、
（ｂ）該アスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射し、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定工程では、
（ａ）前記Ｘ線光学系にける前記試料台によって被定量アスベスト含有試料を支持し、
（ｂ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｃ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｄ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出し、
（ｅ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とする。
【００１０】
上記のアスベストの定量分析方法によれば、定量測定工程において、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【００１１】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法においては、前記定量測定工程において設定される受光スリットのスリット幅を、前記検量線作成工程において用いられたスリット幅と同じとすることが望ましい。この構成により、検量線を用いた定量測定を高精度に行うことができる。
【００１２】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法においては、
（Ａ）前記検量線作成工程において、
（ａ）前記受光スリットをアスベスト標準試料の回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求め、
（Ｂ）前記被検試料測定工程において、
（ａ）前記受光スリットを被定量アスベスト含有試料内のアスベストの回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出器によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求めることが望ましい。
【００１３】
この構成により、アスベストの回折線のバックグラウンド強度を高精度に検出できる。そして、測定によって求められたアスベストの回折線からそのバックグラウンド強度を差し引けば、アスベストの回折線強度だけを正確に知ることができる。
【００１４】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析方法において、前記検量線用アスベスト標準試料及び前記被定量アスベスト含有試料は試料採取体上に採取され、前記試料採取体は試料板によって支持されて前記Ｘ線光学系内の所定位置に配置され、前記試料採取体における試料採取領域は直径約３５ｍｍの円であることが望ましい。一般に、試料採取体、例えばフィルタへ試料を採取する作業は吸引ろ過装置によって行われる。この吸引ろ過装置により試料はフィルタの中央部分に略円形状に採取される。
【００１５】
従来のアスベストの定量分析方法では、試料捕集体としてのフィルタにおける試料採取領域は直径約１６ｍｍ程度の円領域であった。ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）によって規定されているギ酸処理を受けた試料を吸引ろ過装置によってこの大きさの試料採取領域へ捕集した場合、その捕集量は規定上では１５ｍｇ以下になるはずであるが、実際には１５ｍｇ以上になることが珍しくない。直径１６ｍｍの試料採取領域に１５ｍｇ以上の試料が捕集された場合には、試料の厚さが厚くなり過ぎて基底標準物質による補正精度が悪くなるために検量線の直線領域が使用できなくなり、正常な定量分析ができないという問題があった。
【００１６】
これに対し、本発明に係る定量分析方法では、試料採取領域を直径約３５ｍｍの円領域としたので、試料採取領域に約７１ｍｇの試料を捕集した場合でも試料の厚さを、基底標準物質による補正精度を低下させない薄さに維持できることになった。例えば、試料１００ｍｇにＪＩＳ規定のギ酸処理を行って残渣を７１ｍｇ以下にすれば、分析できる試料の種類は非常に多くなり実用的である。この場合、検量線の直線領域の下限のアスベスト量は実際のところ０．０５ｍｇ〜０．１ｍｇであるので（実際には０．０２ｍｇも測定できる）、定量下限のアスベスト含有率は０．０５〜０．１重量％になる。この含有率は政令規定のアスベスト含有率０．１重量％の精度を十分に満足できる値である。
【００１７】
さらに、試料採取体の試料採取領域を大口径の３５ｍｍとしたことにより、７０ｍｇ程度の試料をギ酸処理することなしにアスベストの定量分析できるという応用の途が開けた。この場合の定量下限の含有率は、検量線の直線領域の下限のアスベスト量が０．０５ｍｇ〜０．１ｍｇであることから、０．０７〜０．１４重量％になる。
【００１８】
次に、本発明に係るアスベストの定量分析装置は、
（Ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射し、該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段で検出するＸ線光学系と、前記Ｘ線光学系の動作を制御する共に前記Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて演算を行う演算制御手段と、前記演算制御手段の動作を規定するプログラムを記憶した記憶手段とを有し、
（Ｂ）前記プログラムは前記演算制御手段を、
（ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成手段と、
（ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定手段と、して機能させ、
（Ｃ）前記検量線作成手段は、
前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持されたアスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射させ、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出させ、その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定手段は、
（ａ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｂ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を、前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持された前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｃ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出させ、
（ｄ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とする。
【００１９】
上記構成において、「演算制御手段」、「検量線作成手段」、及び「定量測定手段」は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、メモリ等によって構成されるコンピュータによって機能的に実現される。
【００２０】
本発明に係るアスベストの定量分析装置によれば、定量測定手段の働きによって、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るアスベストの定量分析方法及び定量分析装置によれば、受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット及びＸ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態でＸ線検出手段によって被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出することにした。このため、受光スリットのスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出手段はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本発明の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るアスベストの定量分析方法及び定量分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００２３】
先ず、現在一般的に行なわれているアスベスト含有率の測定方法について図１５を用いて簡単に説明する。図１５では、建築構造物等といった物質中に含まれるアスベスト量を分析するものとする。先ず、試料を採取し（工程Ｐ１）、１次分析試料を作製する（工程Ｐ２）。その１次分析試料に対して位相差顕微鏡又は偏光顕微鏡を用いた顕微鏡定性分析を行う（工程Ｐ３）。さらに、Ｘ線回折測定によって定性分析を行う（工程Ｐ４）。上記の定性分析によってアスベスト有りと判定された場合に（工程Ｐ６）、工程Ｐ１３又は工程Ｐ１４において、Ｘ線回折測定に基づいてアスベストの定量分析が行なわれる。本発明に係る定量分析装置は、この定量分析を行うためのものである。
【００２４】
図１は定量分析を行うためのＸ線光学系の一実施形態を示している。ここに示すＸ線光学系１は、Bragg-Brentano集中法光学系によって構成されており、具体的にはＸ線源Ｆと、発散スリット２と、試料板３と、散乱スリット４と、受光スリット５と、モノクロメータ６と、カウンタ前スリット７と、Ｘ線検出器８とを有している。測定対象である試料Ｓは試料板３によって支持されている。試料Ｓは、アスベスト標準試料であったり、被定量アスベスト含有試料であったりする。
【００２５】
Ｘ線源Ｆは、通電によって熱電子を放出するフィラメント１１と、フィラメント１１に対向して配置されたターゲット１２とによって形成されている。フィラメント１１から発生した熱電子はターゲット１２の表面上に集束してＸ線焦点を形成し、このＸ線焦点からＸ線が発生する。本実施形態では、このＸ線焦点がＸ線源Ｆである。また、ターゲット１２の表面はＣｕ（銅）によって形成されるものとし、これにより、Ｘ線源ＦはＣｕの波長のＸ線を含むＸ線を発生する。
【００２６】
試料板３は測定対象である試料Ｓを支持した状態でθ回転台１３に着脱可能に装着されている。θ回転台１３と同軸に２θ回転台１４が設けられている。θ回転台１３及び２θ回転台１４は、共に、紙面垂直方向（すなわち紙面を貫通する方向）に延びる軸線であるω軸線を中心として回転可能である。２θ回転台１４には半径方向に延びる第１アーム１５が設けられており、その第１アーム１５上に散乱スリット４及び受光スリット５が設けられている。
【００２７】
また、第１アーム１５の上に紙面垂直方向に延びる軸線Ｘ０を中心として回転可能なモノクロメータ台１６が設けられ、そのモノクロメータ台１６上にモノクロメータ６が装着されている。モノクロメータ６は、例えば、グラファイト（００２）面によって形成されている。モノクロメータ台１６には半径方向に延びる第２アーム１７が設けられ、この第２アーム１７上にカウンタ前スリット７及びＸ線検出器８が設けられている。
【００２８】
Ｘ線検出器８は、例えば、Ｘ線受光用開口から受光したＸ線を位置分解することなく１つのＸ線束として検出する０（ゼロ）次元Ｘ線検出器、例えばＳＣ（Scintillation Counter：シンチレーションカウンタ）を用いて構成される。Ｘ線検出器８は取り込んだＸ線量に応じた信号を出力し、その出力信号は強度検出回路９へ送られる。強度検出回路９は、送られてきた信号に基づいてＸ線強度信号Ｉを生成して出力する。強度検出回路９は外観的にはＸ線検出器８の内部に内蔵されることがある。回折線角度（２θ）を走査する間の所定のサンプリング時間内でＸ線強度信号Ｉを積分することにより、回折線角度（２θ）に応じて変化する回折線強度Ｉ（２θ）が求められる。
【００２９】
θ回転台１３にはθ回転機構２０が付設されている。２θ回転台１４には２θ回転機構２１が付設されている。θ回転機構２０はθ回転台１３をω軸線を中心として回転駆動する。２θ回転機構２１は２θ回転台１４をω軸線を中心として回転駆動する。θ回転機構２０及び２θ回転機構２１は、いずれも、任意の回転駆動機構によって構成できるが、例えば、パルスモータ、サーボモータ等といった回転角度を制御可能なモータを動力源とし、その動力をウオームとウオームホイールとを含む回転伝達機構によって各回転台へ伝達する構成の機構によって構成できる。
【００３０】
θ回転台１３、２θ回転台１４、θ回転機構２０及び２θ回転機構２１は、それらの上に設けられた各光学要素のＸ線に対する角度位置を調節するための測角器、いわゆるゴニオメータとして機能する。θ回転台１３は、Ｘ線源Ｆから出て試料Ｓへ入射するＸ線の入射角度θを変化させるために回転する。本明細書ではこの回転を「θ回転」ということにする。２θ回転台１４は、試料Ｓから回折角度２θで出る回折線をＸ線検出器８によって検出できるようにするためにＸ線検出器８の入射Ｘ線に対する角度２θを変化させるために回転する。本明細書ではこの回転を「２θ回転」ということにする。
【００３１】
θ回転は所定の角速度で連続的又はステップ的（すなわち間欠的）に行なわれる。２θ回転はθ回転と同じ方向へ２倍の角速度で行なわれる。本実施形態では、試料Ｓのθ回転を実現するために、Ｘ線源Ｆを固定状態として上で試料Ｓをω軸線を中心として回転させているが、この回転手法に代えて、試料Ｓを固定状態としてＸ線源Ｆの方を試料Ｓを中心として回転させることもできる。この場合の回転軸線はθｓ軸線（図示せず）と呼ばれることがある。なお、この場合、Ｘ線検出器８を回転させる２θ回転台１４をθ回転させ、Ｘ線源Ｆの回転軸線（θｓ）をθ回転させれば、Ｘ線源Ｆから見てＸ線検出器８を２θ角度分、回転させることができる。
【００３２】
試料Ｓが入射Ｘ線に対してθ回転し、Ｘ線検出器８が入射Ｘ線に対して２θ回転する際、Ｘ線源Ｆ及び受光スリット５はゴニオメータ円Ｃｇ上にある。ゴニオメータ円Ｃｇの半径がゴニオメータ半径Ｒである。Ｘ線源Ｆ、試料Ｓ及び受光スリット５は、第１集中円Ｃｆ1 上にある。また、受光スリット５、モノクロメータ６及びカウンタ前スリット７は、第２集中円Ｃｆ2 上にある。
【００３３】
試料板３は、例えば図２に示すように、基底基準板２３と、非晶質体としてのガラスリング２４と、試料採取体としてのフィルタ２５と、押え板２６とを有する。基底基準板２３はＺｎ（亜鉛）を材料として矢印Ａ方向から見て概ね円板形状に形成されている。この基底基準板２３の表面には、非晶質体リング２４を埋設するための矢印Ａ方向から見てリング状の溝２８、及びフィルタ２５を支持するための矢印Ａ方向から見て円形状の凹部２９が形成されている。リング状溝２８の外側には、基底基準板２３を厚さ方向に貫通する複数の貫通穴３０が設けられ、その貫通穴３０の中に磁石３１が挿入され固定されている。貫通穴３０及び磁石３１は、矢印Ａ方向から見て１つの円周軌跡上に等角度間隔で複数個、例えば９０°間隔で４個設けられている。
【００３４】
ガラスリング２４は矢印Ａ方向から見てリング形状に形成されている。このガラスリング２４の厚さｔ３は、ガラスリング２４を基底基準板２３のリング状溝２８内に埋設したときに、図３に示すようにガラスリング２４の表面が基底基準板２３の中央部分である基底部２３ａの表面と同じ高さとなるように設定されている。また、図２においてガラスリング２４の内周径Ｄ４は、ガラスリング２４を基底基準板２３のリング状溝２８内に埋設したときに、図３に示すように、ガラスリング２４の内周面が基底部２３ａの外周面にできる限り隙間なく密着するように設定されている。
【００３５】
図２において、フィルタ２５は分析対象であるアスベストを含んだ被定量物質を捕集して支持するための部材であり、例えばフッ素樹脂バインダグラスファイバによって円板形状に形成されている。被定量物質はフィルタ２５の中央部の直径Ｄ６の領域（以下、試料採取領域Ａｓという）に採取される。フィルタ２５は図３に示すように、基底基準板２３の円形状凹部２９の中に挿入されて基底部２３ａの上に載置される。
【００３６】
図２において、押え板２６は、例えばステンレス鋼によって矢印Ａ方向から見てリング形状に形成されている。この押え板２６は、図３に示すようにフィルタ２５を上方向から押えるための部材である。押え板２６は基底基準板２３の表面に載置された状態で磁石３１の磁力によって吸着固定される。図２において押え板２６の内径Ｄ８は、フィルタ２５の試料採取領域径Ｄ６よりも大きくなっており、試料採取領域Ａｓが外部へ露出する。
【００３７】
以下に、試料板３を構成する各部材の寸法の一例を挙げる。
（１）基底基準板２３
基底部径Ｄ０＝３２ｍｍ、リング状溝外径Ｄ１＝４２ｍｍ，フィルタ収納部径Ｄ２＝４７．５ｍｍ、外径Ｄ３＝５２ｍｍ
リング状溝高さｔ０＝２．０ｍｍ、フィルタ収納部高さｔ１＝３．０ｍｍ、外形高さｔ２＝３．２ｍｍ
（２）ガラスリング２４
内径Ｄ４＝３２．５ｍｍ，外径Ｄ５＝４１．５ｍｍ、厚さｔ３＝１．０ｍｍ
（３）フィルタ２５
試料採取領域径Ｄ６＝３５ｍｍ、外径Ｄ７＝４７ｍｍ、厚さｔ４＝０．２ｍｍ
（４）押え板２６
内径Ｄ８＝４１ｍｍ、外径Ｄ９＝５３ｍｍ、厚さｔ５＝０．２ｍｍ
【００３８】
試料板３は、試料採取領域Ａs が図１においてＸ線照射を受ける面となるように、θ回転台１３上に装着される。試料板３のθ回転台１３への装着構造は詳しくは示されていないが、この装着構造は自由に設定できる。例えば、（１）図３の磁石３１の磁力を利用して吸着させる方法でも良いし、（２）板バネその他の構造のバネのバネ力を利用して挟持する方法でも良いし、（３）基底基準板２３それ自体を円板形状ではなく長方形の板状に形成してその板状基底試料板をθ回転台１３の所定位置に装着する方法でも良い。
【００３９】
発散スリット２はスリット幅が一定値の固定スリットである。発散スリット２のスリット幅は、一般に、測定対象である試料の回折線角度とＸ線を試料に照射する面積とに応じて設定されるものであり、本実施形態では１．４°、１°、１／２°等のスリット幅を用いる。図１４を用いて行う後述の説明から分かるように、発散スリット２のスリット幅は１．４°程度であることが望ましい。
【００４０】
散乱スリット４、受光スリット５、及びカウンタ前スリット７の各スリット幅は可変であり、これらのスリット４，５，７に、それぞれ、スリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃが付設されている。スリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃは上記の各スリット４，５，７のスリット幅を所定の範囲（例えば０．１ｍｍ〜４．７ｍｍ）内の希望の大きさに調節するための機構である。これらのスリット開閉機構３３ａ，３３ｂ，３３ｃは任意の機構によって構成できるが、例えば、パルスモータ、サーボモータ等といった回転角度を制御可能なモータを動力源としてその回転動力を直進動力に変換してスリットを開閉移動させる機構を採用できる。回転動を直線動に変換する機構としては、例えば送りネジ軸を用いた機構を採用できる。
【００４１】
散乱スリット４のスリット幅は、受光スリット５のスリット幅より少し（例えば、０．７ｍｍ）広い幅に設定される。カウンタ前スリット７のスリット幅は、受光スリット５のスリット幅より少し（例えば、０．５ｍｍ）広い幅に設定される。
【００４２】
図１に示すＸ線光学系１において、θ回転台１３がθ回転し、２θ回転台１４が２θ回転するとき、試料から出る回折線の中心光軸は平面を描くことになる。この平面は回折面と呼ばれることがある。この回折面は水平面となることもあるし、鉛直面となることもある。水平な回折面を形成するようなゴニオメータは横型ゴニオメータと呼ばれることがあり、鉛直な回折面を形成するようなゴニオメータは縦型ゴニオメータと呼ばれることがある。本実施形態は横型、縦型のいずれであっても良い。
【００４３】
図４は、図１のＸ線光学系１の動作を制御する制御装置を示している。この制御装置３５はコンピュータを用いて構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３６、ＲＯＭ（Read Only Memory）３７、ＲＡＭ（Random Access Memory）３８、メモリ３９、これらの要素を接続するバス４０を有する。メモリ２４は適宜の記憶媒体、例えば、ハードディスク、ＣＤ（Compact Disk）、ＭＯ（Magneto-optic）等といった機械式メモリや、半導体メモリ等によって形成できる。ＣＰＵ２１はメモリ２４の中に記憶されたプログラムに従って演算及び制御を行う。ＲＯＭ２２には基本的なデータや基本的なオペレーティングシステムが記憶されている。ＲＡＭ２３は各種のデータを一時的に記憶するためのポテンシャルファイルとして機能する。
【００４４】
図１に示したθ回転機構２０、２θ回転機構２１、スリット開閉機構３３、及び強度検出回路９はバス４０を介して制御装置３５に接続されている。また、バス４０には、印字手段としてのプリンタ４２、画像表示手段としてのディスプレイ４３、キーボード、マウス等といった入力装置４４が接続されている。メモリ３９の中には、Ｘ線回折を用いた定量分析を実現するためのプログラムソフトが格納されたファイル４５、及び測定データを記憶するためのデータファイル４６が設けられている。
【００４５】
以下、基底標準吸収補正法に基づいて行なわれる本実施形態に係るアスベストの定量分析を具体的に説明する。アスベストとしてはクリソタイル、アモサイト、クロシドライトの３種が良く知られており、必要に応じてそれらのうちの１つが試料として供される。以下の説明では、それら３種のうちの任意の１つが選択されて試料として供されるものとし、特に個々の種類に特有の説明である場合には種類名を挙げて説明を行うことにする。本実施形態の定量分析は、標準試料を用いて行なわれる検量線作成工程、及び被検試料に対して行われる定量測定工程を有しているので、それらを順次且つ個別に説明する。
【００４６】
（検量線作成工程）
検量線作成工程を図５に基づいて説明する。まず、工程Ｐ２１において検量線用アスベスト標準試料を調整する。具体的には、下表に示す量のアスベストを準備する。
【００４７】
【表１】
【００４８】
次に、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）の規定に従って検量線用試料を作成する。具体的には、上記各量のアスベストをコニカルビーカに入れ、それぞれ２０％のギ酸を各試料量に応じて所定量加え、さらに無じん水を所定量加え、超音波洗浄器で１分間分散した後、３０°Ｃに設定した恒温槽内に入れ、３０秒攪拌、１分３０秒静置の操作を６回繰り返してから、フィルタを装着した吸引ろ過装置で吸引ろ過を行う。ろ過後のフィルタを取り出し、乾燥後、フィルタ上に捕集された試料の重量を求める。次に、図２において、標準試料を含む各フィルタ２５の個々を基底基準板２３に組み込んで試料板３を作製する。
【００４９】
次に、図５の工程Ｐ２２において、試料板３を１つずつ図１のＸ線光学系１の所定試料位置に装着してスキャン測定を行う。すなわち、Ｘ線源Ｆから発生したＸ線を発散スリット２によって規定されるＸ線照射幅Ｗx でアスベスト標準試料Ｓに照射し、該試料Ｓをθ回転させて該試料Ｓから回折線を発生させ、θ回転に連動してＸ線検出器８を２θ回転させて回折線をＸ線検出器８によって検出し、その検出結果を所定のサンプリング時間ごとに積分してＸ線強度Ｉ（２θ）を求める。こうして、横軸に回折角度２θをとり、縦軸にＸ線強度Ｉをとった座標上に回折線プロファイルが求められる。
【００５０】
図６はクリソタイルの回折線プロファイルの一例を示している。図７はアモサイトの回折プロファイルの一例を示している。図８は図７の縦軸を拡大して示している。図８のプロファイルから明らかなように、図１のＸ線光学系１を用いれば０．０２ｍｇのアモサイトを明確に識別できる。０．０２ｍｇの重量を測定できることは、その他のアスベスト（すなわち、クリソタイル、クロシドライト）についても同じである。
【００５１】
なお、各種のアスベストについてのスキャン範囲は下表の通りである。
【００５２】
【表２】
【００５３】
次に、図５の工程Ｐ２３において、
（１）受光スリット５のためのスリット幅Ｗs 、
（２）回折角度（ピークセンター）２θp 、及び
（３）バックグラウンドを測定するための角度２θＢＬ，２θＢＨ、
の各値を決める。具体的には、図９に示すような回折線プロファイルＰ０が求められたときに、ピークの裾部の適所に２θＨ及び２θＬをとり、スリット幅Ｗs を
Ｗs＝２θＨ−２θＬ
によって決める。例えば、ゴニオメータ円Ｃｇの半径が１８５ｍｍのとき、クリソタイルに対して４．０ｍｍ、アモサイトに対して２．７ｍｍ、クロシドライトに対して３．２ｍｍの各スリット幅を決める。
【００５４】
また、散乱スリット４のスリット幅は、例えばクリソタイルで４．７ｍｍ、アモサイトで３．４ｍｍ、クロシドライトで３．９ｍｍ程度に設定する。さらに、カウンタ前スリット７のスリット幅はクリソタイルで４．５ｍｍ、アモサイトで３．２ｍｍ、クロシドライトで３．７ｍｍ程度に設定する。
【００５５】
回折角度２θp は、
２θp＝（２θＬ＋２θＨ）／２
によって決める。また、低角度側のバックグラウンド測定角度２θＢＬ及び高角度側のバックグラウンド測定角度２θＢＨをプロファイルＰ０の低強度部分の平らな部分に設定する。以上のスリット幅Ｗs、回折角度２θp 、バックグラウンド測定角度２θＢＬ，２θＢＨの各値は、プログラムに従って自動的に決定しても良いし、測定者が入力装置４４（図４）を通して入力しても良い。
【００５６】
次に、図５の工程Ｐ２４において、工程Ｐ２１において調整したアスベスト標準試料のうち最少量試料（すなわち０．１ｍｇ）について回折線積分強度が所定強度以上になる測定条件、特にＸ線照射時間（τ）を決める。具体的には、最少量試料についての回折線積分強度が２０００counts 以上になるような測定条件を決める。例えば、Ｘ線照射時間は、クロシドライトに対しては２〜２０秒、アモサイトに対しては２〜１８秒、クロシドライトに対しては２〜１８秒程度に設定される。２０００counts は信頼性の高い分析を行うことができる強度としてＪＩＳにも規定されている値である。
【００５７】
次に、工程Ｐ２５において、工程Ｐ２１において調整したアスベスト標準試料の個々について上記の測定条件の下で図１のＸ線光学系１を用いてスキャン測定を行い、アスベストの回折線強度ＩＡ を求める。次に、工程Ｐ２６において、図３の基底基準板２３の基底部２３ａ（Ｚｎ）の回折線強度を求める。詳しくは、アスベスト標準試料を透過することなく基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉzn0、及びアスベスト標準試料を透過した後に基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉznを測定する。
【００５８】
次に、工程Ｐ２７において、工程Ｐ２５で求めたアスベスト標準試料の回折線強度ＩＡを基底部の強度Ｉzn0及びＩznを使って補正する。アスベスト試料の重量が大きくなればなる程、アスベスト試料によって吸収されるＸ線量が多くなるので、アスベスト標準試料の回折線強度ＩＡはアスベスト標準試料の試料量が多くなる程、真の強度値よりも小さく測定される傾向にある。工程Ｐ２７で行なわれる補正はアスベスト自身のＸ線吸収によるＸ線強度の低下を補償するための補正である。
【００５９】
強度補正は、例えば次のようにして行なわれる。測定されたアスベスト試料の回折線強度をＩＡとし、補正係数をＫとすれば、補正された回折線強度ＩＴは、
ＩＴ＝ＩＡ・Ｋ …（１）
によって求められる。ここで、補正係数Ｋは、
【００６０】
【数１】
である。但し、Ｒθは、アスベストの回折角θa とＺｎの回折角θznの正弦比
【００６１】
【数２】
であり、ΔＲＩは、アスベストを載せる前のＺｎの回折強度Ｉzn0 と、載せた後のＺｎの回折強度Ｉznの減少率
【００６２】
【数３】
である。
【００６３】
次に、工程Ｐ２７において、上式（１）によって求めたＩＴと、そのＩＴに対応するアスベスト重量とを座標上にプロットして検量線を作成する。得られた検量線はメモリ３９（図４）の所定領域に数式又はテーブルの形で保存される。例えば、クリソタイルに関しては図１０（ａ）に示すような検量線が得られる。また、アモサイトに関しては図１０（ｂ）に示すような検量線が得られる。
【００６４】
（定量測定工程）
次に、被検試料に対して行われる定量測定工程について図１１に基づいて説明する。
まず、工程Ｐ３１において被検試料（例えば、アスベストを含むと思われる建材）から１次試料を作製し、工程Ｐ３２においてこの１次試料に対してＸ線回折及び光学顕微鏡に基づいて定性分析、すなわちアスベストが含まれているか否かの分析を行う。この定性分析は本実施形態に係る定量分析の前処理であるので、詳しい説明は省略する。定性分析によってアスベスト有りと判断されると（図１５の工程Ｐ６）、本実施形態の定量分析が行われる。
【００６５】
定量分析を行う際には、工程Ｐ３３において定量分析用の２次試料を作成する。具体的には次のような処理を行う。まず、建材等といった物質から採取した試料を適量、粉砕機に入れて十分に粉砕した後、ふるいにかけてふるい分けし、全ての試料がふるい下になるまで粉砕とふるい分けを繰り返して分析用試料とする。試料が有機物質の場合は、有機成分を灰化した後に上記の粉砕及びふるい分けを行う。
【００６６】
次に、上記の分析用試料を１００ｍｇ精秤してコニカルビーカに入れ、２０％のギ酸を２０ｍｌ、無じん水を４０ｍｌ加えて、超音波洗浄機で１分間分散した後、３０℃に設定した恒温槽内に入れ、３０秒攪拌、１分３０秒静置の操作を６回繰り返してから、吸引ろ過装置で吸引してフィルタへ捕集する。試料ろ過後のフィルタを乾燥し、その後フィルタ上に捕集された試料の重量を求め、定量分析用試料とする。定量分析用試料は１回の分析に対して３個作製する。
【００６７】
次に、図１１の工程Ｐ３４において、定量測定を行うための次の２種類の値、すなわち（１）回折角度２θp 及び（２）バックグラウンドを測定するための角度２θＢＬ，２θＢＨ、の各値を決める。これらを決めるために、図１のＸ線光学系１を用いてスキャン測定を行う。これらの値の求め方は検量線を求める際に行った図９に示したプロファイルＰ０を用いた求め方と同じである。なお、定量測定の際の受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットのスリット幅は、検量線を求める際に図５の工程Ｐ２３で決めたスリット幅と同じスリット幅を採用するものとする。なお、条件決定工程Ｐ３４は、定性分析工程Ｐ３２において成分が類似していると分かった試料については１回だけ行えば良く、必ずしも全ての試料ごとに行う必要はない。
【００６８】
例えば、回折角度２θp は次の表のように決められる。
【００６９】
【表３】
【００７０】
次に、図１１の工程Ｐ３５において、図１のＸ線光学系１における測定条件を工程Ｐ３４で決めた条件に合わせる。そして、Ｘ線入射角度（θ）及び回折線測定角度（２θ）の走査（スキャン）を行うことなく、受光スリット５及びＸ線検出器８を停止させた状態で、検量線作成時に図５の工程Ｐ２４で決めた計数時間τの間で回折線の積分強度Ｉ２θＰを求める。さらに、工程Ｐ３４で決めたバックグラウンド測定角度２θＢＬ，２θＢＨに受光スリット５及びＸ線検出器８を合わせ、低角度側バックグラウンド強度Ｉ２θＢＬを時間（τ／２）で計数し、高角度側バックグラウンド強度Ｉ２θＢＨを同じく時間（τ／２）で計数する。そして、バックグラウンド成分を除去した真の回折線強度ＩＡを求める。なお、バックグラウンド強度は省略することも可能である。
【００７１】
従来の定量分析においては、工程Ｐ３５におけるアスベストの回折線強度ＩＡの測定及びバックグラウンド強度の測定をθ回転及び２θ回転のスキャンによって行っていた。このため、測定結果を得るために非常に長い時間、例えば１回の測定について数分〜十数分、具体的には４〜３０分を要していた。アスベストの定量分析は数多くの試料に対して順次に行われるものであるので、１回の分析時間が長かった従来のスキャン方法では極めて長い測定時間が必要であった。これに対し、本実施形態の定量分析によれば、受光スリット５及びＸ線検出器８を決められた回折角度位置に停止させた状態で数秒間、具体的には２〜２０秒の積分測定を行えば十分であるので、非常に短い時間でアスベストの回折線強度を求めることが可能になった。
【００７２】
以上により、アスベストの回折線強度ＩＡが求められた後、工程Ｐ３６において検量線作成時における工程Ｐ２６の場合と同様にして、試料を透過することなく基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉzn0、及び試料を透過した後に基底部２３ａで回折した回折線の強度Ｉznを測定する。さらに、工程Ｐ３７において、工程Ｐ３５で求めた被検試料の回折線強度ＩＡを基底部の強度Ｉzn0及びＩznを使って補正する。この補正は、検量線作成時において図５の工程Ｐ２７において行った補正と同じ手順に従って行われる。この補正により、被検試料の量が多くなった場合のＸ線吸収の影響が補正されて、正しいアスベストの回折線強度ＩＴが求められる。
【００７３】
次に、工程Ｐ３８において、図５の検量線測定工程によって求められた検量線（例えば図１０（ａ），（ｂ）に示す検量線）に基づいて、工程Ｐ３７で求めたアスベスト回折線強度ＩＴからアスベストの重量を求める。このアスベスト重量が求めるアスベスト量である。この求められたアスベスト重量を分析に供した試料量（本実施形態では１００ｍｇ）で除算すれば、被検試料中に含まれるアスベストの含有率（重量％）が求められる。求められたアスベスト含有重量及び含有率は図４のメモリ３９内の所定記憶領域に保存される。
【００７４】
（大口径フィルタの使用）
ところで、本実施形態で用いる図２及び図３に示した試料板３は従来のものに比べて大口径である。従来の試料板においては試料採取体としてのフィルタ２５の外径Ｄ７が２５ｍｍで、試料採取領域径Ｄ６が１６ｍｍであった。これに対し、本実施形態ではフィルタの外径Ｄ７を４７ｍｍとし、試料採取領域径Ｄ６を３５ｍｍとしている。この大口径の試料採取領域は図１におけるＸ線照射幅Ｗｘ内でできる限り広い領域として与えられた領域である。
【００７５】
試料採取領域がφ１６ｍｍと小さかった従来の場合には、検量線が図１２に符号Ｌ１及びＬ２で示す状態であった。検量線Ｌ１はアスベスト量の増大によるＸ線吸収率の変化に基づいたＸ線強度の補正をしない状態の検量線であり、検量線Ｌ２はアスベスト量の増大によるＸ線吸収率の変化を考慮してＸ線強度の補正をした状態下での検量線である。従来の検量線Ｌ２によれば重量１５ｍｇまでは直線領域が確保されていて、この重量までは定量分析を行うことができた。しかしながら、試料の重量が１５ｍｇを超える領域では試料の厚さが厚くなり過ぎるためＸ線吸収量が大きくなり、検量線の直線領域を確保できず、正確な定量分析を行うことができなかった。
【００７６】
これに対し、試料採取領域径を３５ｍｍの大口径とした本実施形態によれば、図１２において約７１．８ｍｇの重量まで検量線Ｌ４の直線領域を延ばすことが可能となった。検量線Ｌ３は試料によるＸ線吸収率の変化に基づいた強度補正を行わない状態の検量線を示している。このように、検量線の直線領域を重い重量域まで延ばすことができたのは、フィルタにおける試料採取領域を大口径にすることにより、捕集された試料の厚さを増大させることなく多量の試料をフィルタ上に捕集できたためである。
【００７７】
また、検量線の直線領域を高重量側へ延ばすことができたということは、試料の捕集可能重量を直線領域の範囲内の最大重量近傍まで高められたということである。アスベストと試料（特にマトリクス物質、すなわち試料内のアスベスト以外の物質）のＸ線の吸収率は厳密には異なるが、アスベストは鉱物の一種であり、マトリクス物質は無機物質（主に鉱物）であるので両者のＸ線吸収率は、オーダー的には同じであるとみなしてよい。従って、試料を検量線の直線領域の範囲内の最大重量近傍まで捕集しても、検量線の下限のアスベスト感度はあるので、次のような効果が得られる。
（ａ）少ないアスベスト含有率の定量ができる。アスベスト含有率の分母となる試料重量が大きくなるからである。
（ｂ）前処理であるギ酸処理においてマトリクス物質が溶け難くて残渣率が大きい場合でも、残試量が７１．８ｍｇ以下であれば正確な定量分析を行うことができる。
（ｃ）検量線の直線領域が高重量側へ延びたので、場合によっては前処理であるギ酸処理を行わないで定量分析を行うことができる。
【００７８】
（受光スリットのスリット幅の決定方法）
ところで、図５に示す検量線作成処理の工程Ｐ２３において受光スリットのスリット幅が決められ、その決められたスリット幅に従って工程Ｐ２５でアスベスト強度ＩＡが測定され、工程Ｐ２６で基底部の回折強度Ｉzn0及びＩznが測定される。また、図１１に示した定量測定処理においても、決められたスリット幅の下に工程Ｐ３５及び工程Ｐ３６で回折線強度測定が行われる。
【００７９】
受光スリットのスリット幅の決め方については図９を用いて基本的な処理方法を説明したが、アスベストの回折線近傍に妨害な回折線がある場合には、下表に示すような処理方法を採用することが望ましい。
【００８０】
【表４】
【００８１】
上表において、「アスベスト単独の回折線が使える場合」には、アスベストの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ１を採用し、バックグラウンドの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ１又はＷ２を採用し、基底標準物質の回折線を測定するためのスリット幅としてＷ３を採用し、基底標準物質のバックグラウンドを測定するためのスリット幅としてＷ３を採用する。
【００８２】
なお、アスベストのバックグラウンドの強度を測定する際には、回折線の強度を測定する場合と同じ時間で計数し、その測定位置は、（ａ）アスベストの回折線近傍で回折線が全く無い平坦な領域で、アスベストの回折線の前（低角度側）、後（高角度側）それぞれ１個所か、（ｂ）アスベストの回折線近傍で回折線が全く無い平坦な領域の１個所である。
【００８３】
また、アスベストの回折線ピークは唯一の回折角度（２θ）のところだけに現れるものではなく、２θの異なったところに数個が現れる。一般にこれらの回折線は最強線、第２強線、第３強線、…、のように呼ばれている。本実施形態において、単独の回折線が使える場合とは、それら複数の回折線のうち妨害線が重なっていない、回折線が１つのピークとして明確に判別できる場合のことである。妨害線が重なっていない回折線が複数あるときには、強度の強い回折線を選択して使用すれば良い。
【００８４】
次に、「回折線の片側又は両側に妨害線が重り、重った線との間に極小点がある場合」には、アスベストの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ４を採用し、バックグラウンドの回折線を測定するためのスリット幅としてＷ４又はＷ２を採用し、基底標準物質の回折線を測定するためのスリット幅としてＷ３を採用し、基底標準物質のバックグラウンドを測定するためのスリット幅としてＷ３を採用する。
【００８５】
次に、「回折線の片側又は両側に妨害線が重り、重った線との間に極小点が無い場合」には、本定量スリット方法では誤差が大きくなると考えられるので、ピーク分離法等といった他の方法を採用する。「重なった線との間に極小点が無い場合」とは、互いに隣り合うピークが独立したピークとして識別できない場合である。
【００８６】
以下、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、及びＷ４について説明する。
Ｗ１は受光スリットのスリット幅を意味している。このスリット幅Ｗ１を決めるに際しては、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の幅の狭い受光スリットで、回折線を含めて前後数度（２θ）の範囲を走査してプロファイルを測定し、そのときの受光スリット幅を考慮してそのときの回折線幅から受光スリットのスリット幅Ｗ１を決める。
【００８７】
例えば回折線プロファイルから受光スリット幅Ｗ１を決めるためには次のような方法がある。プロファイルの広がりや妨害線の有無等の状況によって最適な方法を選ぶ。
（１）回折線の立ち上がりから立ち下がりまでの範囲をスリット幅Ｗ１と決める。
（２）回折線の１／１０価幅をスリット幅Ｗ１と決める。
（３）回折線の半価幅の２倍をスリット幅Ｗ１と決める。
【００８８】
次に、アスベストのバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ２は、次のようにして決められる。
（Ａ）平坦な部分（回折線が全く無い領域）がスリット幅Ｗ１以上ある場合はスリット幅Ｗ２はスリット幅Ｗ１と等しい。
（Ｂ）平坦な部分が妨害線等でスリット幅Ｗ１未満の場合は平坦部分のスリット幅Ｗ２はスリット幅Ｗ１よりも小さくする（Ｗ２＜Ｗ１）。この場合、バックグラウンドの強度を補正するために、次の（ａ）又は（ｂ）の方法を用いる。
（ａ）アスベストの回折線の計数時間に対して（Ｗ１／Ｗ２）倍の時間、バックグラウンドの計数時間を長くする。
（ｂ）アスベストの回折線の計数時間と同じ時間、計数し、その計数結果を（Ｗ１／Ｗ２）倍する。
【００８９】
次に、基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３を決めるに際しては、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の幅の狭い受光スリットで、回折線を含めて前後数度（２θ）の範囲を走査してプロファイルを測定し、そのときの受光スリット幅を考慮してそのときの回折線幅から基底標準物質の受光スリット幅Ｗ３を決める。
【００９０】
基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３を決めるための具体例はアスベストの回折線を測定するための受光スリット幅Ｗ１の決め方として挙げた上記の（１）〜（３）と同様である。但し、基底標準物質の回折線の近傍に妨害線が無いときは、基底標準物質の回折線とバックグラウンドを測定するための受光スリット幅Ｗ３＝アスベストの回折線を測定するための受光スリット幅Ｗ１としても良い。
【００９１】
次に、Ｗ４は、例えば図１３に示すようにして決められる。すなわち、回折線Ｐ１０の両側に妨害線Ｐ１１及びＰ１２が重なり、重なった回折線間に極小点Ｑ１及びＱ２がある場合には、それらの極小点Ｑ１，Ｑ２間の距離をスリット幅Ｗ４と決める。
【００９２】
（発散スリットのスリット幅の決め方）
次に、図１において、Ｘ線光学系１のＸ線入射側に設けられた発散スリット２のスリット幅の決め方について説明する。図１４は、発散スリットのスリット幅として発散角１．０°、１．４°、１．５°の３種類を考え、回折角度２θを変化させたときの、試料Ｓの配置位置でのＸ線照射幅の変化の様子をグラフとして示している。このグラフは幾何学的な計算によって求められたものである。
【００９３】
このグラフにおいて、発散スリットのスリット幅が一定の場合、回折角度２θが大きくなる程、試料位置におけるＸ線照射幅は小さくなる。このように２θが大きくなるにつれてＸ線照射幅は小さくなるのであるが、試料から強度の強い回折線を得るためには、できるだけ試料の広い面積にＸ線を照射することが望まれる。本実施形態では、試料の採取面積径が３５ｍｍであるので（図２のＤ６参照）、アスベストの回折線位置とそのバックグラウンドを測定する位置とを含めると、Ｘ線照射幅は３５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００９４】
また、クリソタイルの回折角度が２θ＝１２．１°であり、アモサイトの回折角度が２θ＝１０．６°であり、クロシドライトの回折角度が２θ＝１０．４°であることを考えれば、最も大きいクリソタイルの回折角度２θ＝１２．１°のところまではＸ線照射幅が３５ｍｍを確保できることが望ましい。また、Ｘ線照射幅が大き過ぎると、捕集面積径３５ｍｍを超える領域を照射するＸ線量が多くなって試料周辺から散乱Ｘ線が発生し、これがノイズとなって測定精度を低下させるそれがある。
【００９５】
以上のように、できるだけ試料の広い面積にＸ線を照射すること、２θ＝１４°程度までは３５ｍｍの試料捕集面積径いっぱいにＸ線を照射したいこと、及び試料採取面積に対してＸ線照射幅が大きくなり過ぎないこと、といった要求があることから、図１４のグラフに基づいて判断すれば、発散スリットのスリット幅は発散角で１．４°が適当であると考えられる。
【００９６】
以上の説明の通り、本実施形態の定量分析方法によれば、図１の受光スリット５のスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、さらに受光スリット５及びＸ線検出器８をアスベストの回折線角度位置（２θ）に所定時間停止させた状態でＸ線検出器８によって被定量アスベスト含有試料Ｓからの回折線を検出することにした。このため、受光スリット５のスリット幅はアスベストの回折線ピークの全体を取り込める大きさに設定され、Ｘ線検出器８はスキャンせずに１回の所定時間で回折線を計数する。この結果、本実施形態の定量分析方法によれば、スキャン（走査）方式に比べて回折線の検出強度が強く、しかも迅速な測定ができる。例えば、従来のスキャン方式では数分〜数十分かかっていた定量測定を数秒〜数十秒で行うことが可能となり、たくさんの試料を短時間に分析できることになった。
【００９７】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、図１に示した実施形態ではＸ線検出器８の前にモノクロメータ（いわゆるカウンタモノクロメータ）を設けたが、モノクロメータを設けることなく受光スリットの直ぐ後にカウンタを設けることもできる。
【００９８】
図１に示した実施形態ではθ回転台１３上に１つの試料板３を設ける構成とした。これに代えて、回転テーブルを用いたサンプルチェンジャを用いることができる。この場合には、回転テーブル上に図３の試料板３を複数、載置し、それらの試料３板のうちの１つを回転テーブルの回転によって１つずつＸ線照射位置に持ち運ぶことにより、複数の試料に対して連続して定量分析を行うことができる。
【００９９】
上記実施形態では受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットとして可変スリットを用いた。この可変スリットに代えて、固定スリット幅の受光スリットを用いることができる。この場合には、受光スリット幅は、２．７ｍｍ、３．２ｍｍ、４．０ｍｍ等を用意しておけば良い。散乱スリット幅とカウンタ前スリットは受光スリット幅より０．５〜０．７ｍｍ広いスリットを用意しておけば良い。固定スリット幅の受光スリット、散乱スリット、及びカウンタ前スリットを用いる場合、これらのスリットの交換は手動で行っても良いし、適宜の機構によって自動で行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に係るＸ線回折測定方法を実施するためのＸ線光学系の一実施形態を示す図である。
【図２】試料板の一例を示す分解断面図である。
【図３】図２に示す試料板を組立てた状態を側面断面図である。
【図４】図１のＸ線光学系を制御する制御系を示すブロック図である。
【図５】図１の装置を用いて行われる処理工程の一つである検量線作成工程を示す工程図である。
【図６】被定量物であるアスベストの１種の回折線図形を示す図である。
【図７】被定量物であるアスベストの他の１種の回折線図形を示す図である。
【図８】図７の要部を拡大して示す図である。
【図９】図５に示す工程図における主要工程を説明するための回折線ピークを示す図である。
【図１０】図５に示す処理によって作成された検量線の例を示す図である。
【図１１】図５に示す処理に引き続いて行われる処理工程である定量測定工程を示す工程図である。
【図１２】検量線の性質を説明するための図である。
【図１３】図５及び図１１に示す処理工程においてスリット幅を決める処理を行う際の処理方法を説明するための図である。
【図１４】図１のＸ線光学系における発散スリットのスリット幅を決める際の参考データを示す図である。
【図１５】アスベスト含有率測定方法の一般的な処理工程を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１．Ｘ線光学系、 ２．発散スリット、 ３．試料板、 ４．散乱スリット、
５．受光スリット、 ６．モノクロメータ、 ７．カウンタ前スリット、
８．Ｘ線検出器、 １１．フィラメント、 １２．ターゲット、 １３．θ回転台、
１４．２θ回転台、 １５．第１アーム、 １６．モノクロメータ台、
１７．第２アーム、 ２３．基底基準板、 ２３ａ．基底部、
２４．ガラスリング（非晶質体）、 ２５．フィルタ（試料採取体）、 ２６．押え板、
２８．リング状溝、 ２９．円形状凹部、 ３０．貫通穴、 ３１．磁石、
３５．制御装置、 ３９．メモリ、 ４０．バス、 ４５．プログラムソフト、
Ａｓ．試料採取領域、 Ｃｇ．ゴニオメータ円、 Ｃｆ1．第１集中円、
Ｃｆ2．第２集中円、 Ｆ．Ｘ線源、 Ｓ．試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成工程と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定工程とを有し、
（Ｃ）前記検量線作成工程では、
（ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料台に支持された試料に照射すると共に該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段によって検出するＸ線光学系における前記試料台によってアスベスト標準試料を支持し、
（ｂ）該アスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射し、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定工程では、
（ａ）前記Ｘ線光学系にける前記試料台によって被定量アスベスト含有試料を支持し、
（ｂ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｃ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｄ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出し、
（ｅ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項２】
請求項１記載のアスベストの定量分析方法において、前記定量測定工程において設定される前記受光スリットのスリット幅は、前記検量線作成工程において用いられたスリット幅と同じであることを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のアスベストの定量分析方法において、
（Ａ）前記検量線作成工程において、
（ａ）前記受光スリットをアスベスト標準試料の回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求め、
（Ｂ）前記被検試料測定工程において、
（ａ）前記受光スリットを被定量アスベスト含有試料内のアスベストの回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出器によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のアスベストの定量分析方法において、
前記検量線用アスベスト標準試料及び前記被定量アスベスト含有試料は試料採取体上に採取され、
前記試料採取体は試料板によって支持されて前記Ｘ線光学系内の所定位置に配置され、
前記試料採取体における試料採取領域は直径約３５ｍｍの円である
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項５】
Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射し、該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段で検出するＸ線光学系と、
前記Ｘ線光学系の動作を制御する共に前記Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて演算を行う演算制御手段と、
前記演算制御手段の動作を規定するプログラムを記憶した記憶手段と、を有し、
前記プログラムは、前記演算制御手段を、
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成手段と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定手段と、して機能させ、
（Ｃ）前記検量線作成手段は、
前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持されたアスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射させ、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出させ、その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定手段は、
（ａ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｂ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を、前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持された前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｃ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出させ、
（ｄ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析装置。
【請求項１】
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成工程と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定工程とを有し、
（Ｃ）前記検量線作成工程では、
（ａ）Ｘ線源から発生したＸ線を試料台に支持された試料に照射すると共に該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段によって検出するＸ線光学系における前記試料台によってアスベスト標準試料を支持し、
（ｂ）該アスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射し、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定工程では、
（ａ）前記Ｘ線光学系にける前記試料台によって被定量アスベスト含有試料を支持し、
（ｂ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｃ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｄ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出し、
（ｅ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項２】
請求項１記載のアスベストの定量分析方法において、前記定量測定工程において設定される前記受光スリットのスリット幅は、前記検量線作成工程において用いられたスリット幅と同じであることを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のアスベストの定量分析方法において、
（Ａ）前記検量線作成工程において、
（ａ）前記受光スリットをアスベスト標準試料の回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出手段によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求め、
（Ｂ）前記被検試料測定工程において、
（ａ）前記受光スリットを被定量アスベスト含有試料内のアスベストの回折線の裾部分に配置し、
（ｂ）該受光スリットを通った回折線を前記Ｘ線検出器によって検出し、
（ｃ）その検出結果に基づいてバックグラウンド強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のアスベストの定量分析方法において、
前記検量線用アスベスト標準試料及び前記被定量アスベスト含有試料は試料採取体上に採取され、
前記試料採取体は試料板によって支持されて前記Ｘ線光学系内の所定位置に配置され、
前記試料採取体における試料採取領域は直径約３５ｍｍの円である
ことを特徴とするアスベストの定量分析方法。
【請求項５】
Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射し、該試料から出た回折線を受光スリットを通してＸ線検出手段で検出するＸ線光学系と、
前記Ｘ線光学系の動作を制御する共に前記Ｘ線検出手段の出力信号に基づいて演算を行う演算制御手段と、
前記演算制御手段の動作を規定するプログラムを記憶した記憶手段と、を有し、
前記プログラムは、前記演算制御手段を、
（Ａ）アスベストに関する重量と回折線強度との関係を示す検量線を求める検量線作成手段と、
（Ｂ）被定量アスベスト含有試料にＸ線を照射してアスベストの回折線強度を求め、前記検量線に基づいて前記アスベストの回折線強度からアスベストの重量を求める定量測定手段と、して機能させ、
（Ｃ）前記検量線作成手段は、
前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持されたアスベスト標準試料に前記Ｘ線源からのＸ線を照射させ、該アスベスト標準試料から出るＸ線を前記Ｘ線検出手段によって検出させ、その検出結果に基づいて検量線を求め、
（Ｄ）前記定量測定手段は、
（ａ）前記受光スリットのスリット幅をアスベストの回折線幅と略等しく設定し、
（ｂ）アスベストで回折が生じる角度で前記Ｘ線源からのＸ線を、前記Ｘ線光学系における前記試料台によって支持された前記被定量アスベスト含有試料へ入射させ、
（ｃ）前記受光スリット及び前記Ｘ線検出手段をアスベストの回折線角度位置に所定時間停止させた状態で前記Ｘ線検出手段によって前記被定量アスベスト含有試料からの回折線を検出させ、
（ｄ）その検出結果に基づいて前記被定量アスベスト含有試料の回折線強度を求める
ことを特徴とするアスベストの定量分析装置。
【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】
【公開番号】特開２００８−１０１９４５（Ｐ２００８−１０１９４５Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８３０２０（Ｐ２００６−２８３０２０）
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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