軽元素分析装置
【課題】
中性子を用いた簡易な軽元素分析装置を提供する。
【解決手段】
α線検出器を備えた中性子発生管と、軽元素の飛行方向とエネルギーを同定可能な軽元素検出器を用い、それぞれの検出器からの信号を同時計数することにより、加速器等の大型の装置を用いることなく、簡便な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測することができる。
中性子を用いた簡易な軽元素分析装置を提供する。
【解決手段】
α線検出器を備えた中性子発生管と、軽元素の飛行方向とエネルギーを同定可能な軽元素検出器を用い、それぞれの検出器からの信号を同時計数することにより、加速器等の大型の装置を用いることなく、簡便な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽元素分析装置に係り、特に、非破壊で検査対象物中の軽元素濃度分布を計測可能とし、生体物質，水素吸蔵合金、或いは燃料電池の電解質膜中等の軽元素濃度分布を測定して、例えば電解質膜であれば膜の劣化の度合いを判断するものに好適な軽元素分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常市販されている非破壊元素分析装置としては、蛍光Ｘ線分析装置がある。蛍光Ｘ線分析装置は、検査対象物にＸ線を照射した時に、発生するＸ線を分光し、得られた特性Ｘ線の波長及びその強度から原子の存在情報を得る分析装置である。特性Ｘ線は、軽元素ほど波長が長くなり空気の吸収を強く受けることと、分析装置に用いられるＸ線検出器には窓材が必要であり、その窓材によってＸ線が吸収されてしまうことから、通常、ナトリウムより原子番号の小さい元素の分析は困難である。しかし、非破壊計測が可能で、測定試料の前処理はほとんど不要であることから、簡易な分析装置として広く用いられている
（例えば、特開２００１−３０７６７２号公報参照）。
【０００３】
加速器等の大型の装置を用いた半非破壊元素分析法としては、ＥＲＤＡ（弾性反跳粒子検出）法或いはＮＲＡ（核反応分析）法がある。
【０００４】
ＥＲＤＡ法は、Ｈｅイオンまたは重イオンを試料表面に照射し、照射イオンによってはじき出された原子のエネルギースペクトルを測定することで元素分析を行う方法である。照射イオンによってはじき出される原子を測定することから、水素等の軽元素の分析が可能であるが、表面分析に限られている。
【０００５】
ＮＲＡ法は、高エネルギーの陽子または重イオンを試料に照射することで、試料中の軽元素が核反応を起こし、その核反応によって発生する軽元素やγ線を測定することで元素分析を行う方法である。照射イオンは、試料中でエネルギー損失を起こすことから、入射エネルギーを変化させることによって核反応を起こす深さ方向位置を同定することができ、軽元素の深さ方向分布の測定が可能である。しかし、高エネルギーの陽子または重イオンを使う必要があるため加速器が必要である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０７６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、従来からＥＲＤＡ法或いはＮＲＡ法を用いた半非破壊分析は行われていたが、夫々に一長一短があり、簡易な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測するものは今まで無かった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、加速器等の大型の装置を用いることなく、簡便な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測することのできる軽元素分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
重水素とトリチウムの核融合反応により生成する中性子のエネルギーは一定である。また、中性子発生と同時に発生するα線は、中性子の飛行方向とほぼ１８０度反対方向に放出されることから、α線の飛行方向を計測することで中性子の飛行方向を同定できる。中性子のエネルギーと飛行方向が同定でき、かつ、中性子が試料内で軽元素と弾性散乱することで放出される軽元素の放出方向とエネルギーが同定できれば、弾性散乱する以前の試料内での軽元素の位置が同定できる。
【００１０】
したがって、上記課題は、α線検出器を備えた中性子発生管と、軽元素の飛行方向とエネルギーを同定可能な軽元素検出器を用い、それぞれの検出器からの信号を同時計数し、それに基づいて試料中の軽元素分布を解析することで解決できる。具体的には、本発明の軽元素分析装置は、重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、前記α線検出器からの出力信号と軽元素検出器からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、該判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、予め収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置とを備えていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施例）
以下、本発明の軽元素分析装置の一実施例を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に本発明に係る軽元素分析装置の一実施例を示す。該図において、１は中性子発生管で、この中性子発生管１の内部にあるイオン源４において重水素イオンがイオン化され、イオン化された重水素イオンは、引出し電極６が作る電場によって引出され、加速電極７が作る電場によって加速され重水素イオンビーム５となる。この重水素イオンビーム５は、トリチウムが吸蔵してある水素吸蔵合金ターゲット３と衝突することで、重水素とトリチウムの核融合反応を起こす。核融合反応によってα線１７と中性子１８ａは同時に発生し、この同時に発生したα線１７と中性子１８ａは、ほぼ１８０度反対方向に飛行する。したがって、α線１７の飛行方向を同定することで、中性子１８ａの飛行方向を同定できる。
【００１３】
上記核融合反応によって発生したα線１７は、中性子発生管１の内部に設置されたα線検出器２で検出され、検出されたα線検出器２からの信号は、α線検出器信号処理部１１によってα線１７のエネルギーに比例した波高値信号とα線１７の検出時刻と関連したタイミング信号に変換される。重水素イオンビーム５が、水素吸蔵合金ターゲット３上に作るビームスポットとα線検出器２の設置位置によって決定される直線をα線１７の飛行方向とする。したがって、α線１７の飛行方向の同定には、ビームスポットの大きさとα線検出器２の大きさで決まる誤差を含んでいる。
【００１４】
核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素１９ａと弾性散乱し、散乱された軽元素１９ｂは、試料９中でエネルギーを損失させた後、試料外部に設置したガス検出器１０ａを通過し、固体検出器１０ｂに入射される。ガス検出器１０ａの各信号線からの信号は、ガス検出器信号処理部１２ａにおいて、各信号線に信号が発生した時刻に関連したタイミング信号に変換される。固体検出器１０ｂからの信号は、固体検出器信号処理部１２ｂにおいて、エネルギーに比例した波高値信号と軽元素を検出した時刻に関連したタイミング信号に変換される。固体検出器１０ｂが散乱された軽元素１９ｂを検出した時刻に関連したタイミング信号を基準に、各信号線に信号が発生した時刻に関連したタイミング信号との時刻差を計測することでドリフト時間が計測でき、したがって、電離位置が同定できる。これらの複数の電離位置情報から、軽元素の飛行方向を同定できる。
【００１５】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａからの各信号線のタイミング信号及び固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号を判断装置である同時計数回路部１３に入力し、同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された軽元素１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａからの各信号線に信号を検出した時刻に関連したタイミング信号及び固体検出器信号処理部１２ｂからのエネルギーに比例した波高値信号と散乱された軽元素19ｂを検出した時刻に関連したタイミング信号を、データ収集装置１４で収集する。データ収集装置１４で収集したデータからデ−タ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。
【００１６】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａ及び固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号を同時計数回路部１３に入力し、この同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された軽元素１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａ及び固体検出器信号処理部
１２ｂからの散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号、散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に関連したタイミング信号を情報収集装置であるデータ収集装置１４で収集する。データ収集装置１４で収集したデータから、データ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。図２に軽元素検出器の一例を示す。該図に示す軽元素検出器は、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定するガス検出器１０ａと散乱された軽元素１９ｂのエネルギー及びα線と同時計数した軽元素であることを同定するための固体検出器１０ｂで構成される。
【００１７】
図２に示す如く、核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素19ａと弾性散乱し散乱中性子１８ｂとなる。一方、散乱された軽元素１９ｂは、試料９中でエネルギーを損失させた後、ガス検出器１０ａに入射され、ガス検出器１０ａにおいて、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向が同定される。
【００１８】
ガス検出器１０ａを通過した散乱された軽元素１９ｂは固体検出器１０ｂに入射し、固体検出器１０ｂでエネルギー分析される。中性子１８ａは、重水素とトリチウムの核融合反応で発生するため、エネルギーが１４ＭｅＶと既知である。したがって、中性子１８ａの入射方向と散乱された軽元素１９ｂの散乱方向が同定できれば、エネルギーと運動量保存の法則から、散乱された軽元素１９ｂの散乱直後のエネルギーが計算できる。散乱された軽元素１９ｂは、試料９内での飛行距離に応じてエネルギーを損失する。したがって、散乱された軽元素１９ｂの試料９を飛び出した時点におけるエネルギーを測定することで、試料９内での飛行距離を同定することができ、試料９中での飛行方向を同定することができる。試料９中での位置を同定した多数の散乱された軽元素１９ｂの情報から、試料９中の軽元素濃度分布を測定することができる。
【００１９】
図３に本発明に係るα線検出器の設置の一例を示す。該図に示す如く、α線検出器をα線検出素子２ｂと光電子増倍管等から成るα線信号変換部２ａで構成し、α線検出素子
２ｂを中性子発生管１の内部に、α線信号変換部２ａをα線検出器２の外部に設置している。α線検出素子２ｂとα線信号変換部２ａの間には、光が透過するようにガラスがはめ込まれている。α線検出素子２ｂは、ＣｅをドーピングしたＹＡｌＯ３等の無機シンチレーション素子でできており、α線１７がα線検出素子２ｂに入射すると、α線１７のエネルギーに比例した強度の光を発光する。発光した光は、α線検出素子２ｂとα線信号変換部２ａの間のガラスを通過してα線信号変換部２ａに入射され、α線信号変換部２ａでエネルギーに比例した波高値信号に変換される。
【００２０】
図４に本発明に係る軽元素検出器の設置の一例を示す。該図に示す如く、軽元素検出器を、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定するためのガス検出器１０ａと軽元素のエネルギー及びα線と同時計数した軽元素であることを同定するための固体検出器１０ｂで構成する。ガス検出器１０ａの後段には、飛行方向を同定するための信号に変換するガス検出器信号処理部１２ａを設置し、固体検出器１０ｂの後段には、散乱された軽元素19ｂのエネルギーに比例した波高値信号及び散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号に変換する固体検出器信号処理部１２ｂを設置し、これらの信号を同時計数回路部に入力する。固体検出器１０ｂとしては、Ｓｉ等の半導体検出器を用いる。
【００２１】
図５（ａ），図５（ｂ）に本発明に係るガス検出器の一例を示し、図５（ａ）がガス検出器の断面図、図５ｂは正面図である。該図に示す如く、ガス検出器１０ａは、電極２０に挟まれた信号線２１とガス検出器外枠２２で構成されている。電極２０には、散乱された軽元素１９ｂのエネルギー損失をできるだけ低く抑えるために、アルミ蒸着マイラー材等の薄い材料を用いる。信号線２１は、表面の耐腐食性能を高めることと十分な強度を保たせるために、金メッキタングステン材等を用いる。ガス検出器１０ａの内部には、ガス２５を充満させ、ガス導入口２３からガスを導入し、ガス排出口２４からガスを排出することでガスフローさせている。ガスフローが淀みなく行われるために、ガス導入口２３とガス排出口２４は、互い違いの位置に設置することが望ましい。使用するガス２５としては、荷電粒子に対して電離しやすいアルゴンと放電が起こりにくいイソブタンの混合ガス等を用いる。放電が問題にならない場合は、電離度の高いアルゴンとメタンが９０：１０で混合されているガスを用いても良い。ガス検出器１０ａに入射した散乱された軽元素
１９ｂは、ガス検出器１０ａ内部で飛行方向に沿ってガス２５を電離させる。電離電子は、電極２０と信号線２１が作る電場に従って、電極２０側から信号線２１側にドリフトする。ドリフト電子群２６は、信号線２１近傍の高い電場領域で電子雪崩を起こし、信号線２１に信号を誘起する。ガスの種類が一定であれば、ドリフト電子群の移動速度がほぼ一定であることから、信号線２１から遠いところで電離した場合は、信号の発生時刻が遅くなり、信号線２１から近いところで電離した場合は、信号の発生時刻が早くなる。したがって、信号の発生時刻を計測することで電離した位置を同定することができ、複数の電離した位置の情報から、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定できる。
【００２２】
図６に本発明に係る軽元素分析装置の他の実施例を示す。該図において、１０は軽元素検出器であり、上記核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素と弾性散乱し、散乱された軽元素１９ｂが試料９中でエネルギーを損失させた後、この軽元素検出器１０に入射される。軽元素検出器１０からの信号は、軽元素検出器信号処理部１２によって、散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号と散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に変換される。
【００２３】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、軽元素検出器信号処理部１２からのタイミング信号を判断装置である同時計数回路部１３に入力し、この同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された散乱された軽元素
１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、軽元素検出器信号処理部１２からの散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号、散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に関連したタイミング信号を情報収集装置であるデータ収集装置１４で収集する。データ収集装置
１４で収集したデータから、データ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。
【００２４】
図７に各検出器信号のタイミングの一例を示す。α線検出器信号処理部１１からの信号計測時刻に関連したタイミング信号を、同時計数回路部１３でΔＴ２遅らせ、信号幅を
ΔＴ３に広げ同時計測ゲート信号とする。固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号が、同時計測ゲート信号内に入ったときに、同時計数信号を発生させる。ΔＴ２及びΔＴ３の長さは、あらかじめ調整しておく。同時計数信号は同時計数回路部１３でΔＴ５遅らせ、信号幅をΔＴ６に広げ波高値計測ゲート信号とする。α線検出器波高値信号(１)及び固体検出器波高値信号（２）は、それぞれΔＴ１及びΔＴ４遅らせることで、波高値計測ゲート信号内に入るように調整し、波高値計測ゲート信号内に入った時のみ、データ収集装置１４でそれぞれの波高値信号の大きさを計測する。波高値信号は、エネルギーの大きさに比例することから、α線１７及び散乱された軽元素１９のエネルギー値を計測できる。同時計数信号は、ガス検出器の各信号線からのタイミング信号（１）〜（４）との時刻差を計測するためのスタート信号として用い、ガス検出器の各信号線からのタイミング信号（１）〜（４）をストップ信号とし、データ解析装置１５で時刻差データを収集する。データ解析装置１５では、時刻差データから散乱された軽元素１９の飛行方向を計算し、散乱された軽元素１９の飛行方向、散乱された軽元素１９のエネルギー値から、散乱された軽元素１９の発生位置を計算する。発生位置を同定した散乱された軽元素１９の各位置での発生率から、散乱された軽元素１９の試料９内の濃度分布が計算でき、計算した濃度分布を、解析結果表示装置１６に表示する。
【００２５】
図８に本発明に係る軽元素分析装置の他の実施例を、また、図９に軽元素検出器の配置の一例を示す。図８に示す如く、本実施例ではα線検出器２を複数個、中性子発生管１の内部に２次元に設置したものである。これにより、核融合反応により発生した中性子18ａの複数の飛行方向を同定することができる。また、それぞれの中性子１８ａの飛行方向に対して、軽元素検出器１０を図９の如く２次元的に設置することで、一度に複数箇所の軽元素濃度分布を計測できる。また、一個の軽元素検出器１０においても、それを移動させながら測定することで複数箇所の軽元素濃度分布を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図２】軽元素検出の説明図である。
【図３】α線検出器設置の模式図である。
【図４】軽元素検出器設置の模式図である。
【図５（ａ）】ガス検出器断面図の模式図である。
【図５（ｂ）】ガス検出器正面図の模式図である。
【図６】本願発明の他の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図７】各検出器信号のタイミング図である。
【図８】本願発明の他の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図９】軽元素検出器配置の正面図と側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…中性子発生管、２…α線検出器、２ａ…α線信号変換部、２ｂ…α線検出素子、３…水素吸蔵合金ターゲット、４…イオン源、５…重水素イオンビーム、６…イオン引出し電極、７…イオン加速電極、８…中性子発生管電力供給部、９…試料、１０…軽元素検出器、１０ａ…ガス検出器、１０ｂ…固体検出器、１１…α線検出器信号処理部、１２…軽元素検出器信号処理部、１２ａ…ガス検出器信号処理部、１２ｂ…固体検出器信号処理部、１３…同時計数回路部、１４…データ収集装置、１５…データ解析装置、１６…解析結果表示装置、１７…α線、１８ａ…中性子、１８ｂ…散乱中性子、１９ａ…軽元素、19ｂ…散乱された軽元素、２０…電極、２１ａ…信号線、２１ｂ…信号線取出部、２２…ガス検出器外枠、２３…ガス導入口、２４…ガス排出口、２５…ガス、２６…ドリフト電子群。
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽元素分析装置に係り、特に、非破壊で検査対象物中の軽元素濃度分布を計測可能とし、生体物質，水素吸蔵合金、或いは燃料電池の電解質膜中等の軽元素濃度分布を測定して、例えば電解質膜であれば膜の劣化の度合いを判断するものに好適な軽元素分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常市販されている非破壊元素分析装置としては、蛍光Ｘ線分析装置がある。蛍光Ｘ線分析装置は、検査対象物にＸ線を照射した時に、発生するＸ線を分光し、得られた特性Ｘ線の波長及びその強度から原子の存在情報を得る分析装置である。特性Ｘ線は、軽元素ほど波長が長くなり空気の吸収を強く受けることと、分析装置に用いられるＸ線検出器には窓材が必要であり、その窓材によってＸ線が吸収されてしまうことから、通常、ナトリウムより原子番号の小さい元素の分析は困難である。しかし、非破壊計測が可能で、測定試料の前処理はほとんど不要であることから、簡易な分析装置として広く用いられている
（例えば、特開２００１−３０７６７２号公報参照）。
【０００３】
加速器等の大型の装置を用いた半非破壊元素分析法としては、ＥＲＤＡ（弾性反跳粒子検出）法或いはＮＲＡ（核反応分析）法がある。
【０００４】
ＥＲＤＡ法は、Ｈｅイオンまたは重イオンを試料表面に照射し、照射イオンによってはじき出された原子のエネルギースペクトルを測定することで元素分析を行う方法である。照射イオンによってはじき出される原子を測定することから、水素等の軽元素の分析が可能であるが、表面分析に限られている。
【０００５】
ＮＲＡ法は、高エネルギーの陽子または重イオンを試料に照射することで、試料中の軽元素が核反応を起こし、その核反応によって発生する軽元素やγ線を測定することで元素分析を行う方法である。照射イオンは、試料中でエネルギー損失を起こすことから、入射エネルギーを変化させることによって核反応を起こす深さ方向位置を同定することができ、軽元素の深さ方向分布の測定が可能である。しかし、高エネルギーの陽子または重イオンを使う必要があるため加速器が必要である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０７６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、従来からＥＲＤＡ法或いはＮＲＡ法を用いた半非破壊分析は行われていたが、夫々に一長一短があり、簡易な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測するものは今まで無かった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、加速器等の大型の装置を用いることなく、簡便な装置で試料中の水素及び重水素等の軽元素分布を非破壊で計測することのできる軽元素分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
重水素とトリチウムの核融合反応により生成する中性子のエネルギーは一定である。また、中性子発生と同時に発生するα線は、中性子の飛行方向とほぼ１８０度反対方向に放出されることから、α線の飛行方向を計測することで中性子の飛行方向を同定できる。中性子のエネルギーと飛行方向が同定でき、かつ、中性子が試料内で軽元素と弾性散乱することで放出される軽元素の放出方向とエネルギーが同定できれば、弾性散乱する以前の試料内での軽元素の位置が同定できる。
【００１０】
したがって、上記課題は、α線検出器を備えた中性子発生管と、軽元素の飛行方向とエネルギーを同定可能な軽元素検出器を用い、それぞれの検出器からの信号を同時計数し、それに基づいて試料中の軽元素分布を解析することで解決できる。具体的には、本発明の軽元素分析装置は、重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、前記α線検出器からの出力信号と軽元素検出器からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、該判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、予め収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置とを備えていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施例）
以下、本発明の軽元素分析装置の一実施例を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に本発明に係る軽元素分析装置の一実施例を示す。該図において、１は中性子発生管で、この中性子発生管１の内部にあるイオン源４において重水素イオンがイオン化され、イオン化された重水素イオンは、引出し電極６が作る電場によって引出され、加速電極７が作る電場によって加速され重水素イオンビーム５となる。この重水素イオンビーム５は、トリチウムが吸蔵してある水素吸蔵合金ターゲット３と衝突することで、重水素とトリチウムの核融合反応を起こす。核融合反応によってα線１７と中性子１８ａは同時に発生し、この同時に発生したα線１７と中性子１８ａは、ほぼ１８０度反対方向に飛行する。したがって、α線１７の飛行方向を同定することで、中性子１８ａの飛行方向を同定できる。
【００１３】
上記核融合反応によって発生したα線１７は、中性子発生管１の内部に設置されたα線検出器２で検出され、検出されたα線検出器２からの信号は、α線検出器信号処理部１１によってα線１７のエネルギーに比例した波高値信号とα線１７の検出時刻と関連したタイミング信号に変換される。重水素イオンビーム５が、水素吸蔵合金ターゲット３上に作るビームスポットとα線検出器２の設置位置によって決定される直線をα線１７の飛行方向とする。したがって、α線１７の飛行方向の同定には、ビームスポットの大きさとα線検出器２の大きさで決まる誤差を含んでいる。
【００１４】
核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素１９ａと弾性散乱し、散乱された軽元素１９ｂは、試料９中でエネルギーを損失させた後、試料外部に設置したガス検出器１０ａを通過し、固体検出器１０ｂに入射される。ガス検出器１０ａの各信号線からの信号は、ガス検出器信号処理部１２ａにおいて、各信号線に信号が発生した時刻に関連したタイミング信号に変換される。固体検出器１０ｂからの信号は、固体検出器信号処理部１２ｂにおいて、エネルギーに比例した波高値信号と軽元素を検出した時刻に関連したタイミング信号に変換される。固体検出器１０ｂが散乱された軽元素１９ｂを検出した時刻に関連したタイミング信号を基準に、各信号線に信号が発生した時刻に関連したタイミング信号との時刻差を計測することでドリフト時間が計測でき、したがって、電離位置が同定できる。これらの複数の電離位置情報から、軽元素の飛行方向を同定できる。
【００１５】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａからの各信号線のタイミング信号及び固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号を判断装置である同時計数回路部１３に入力し、同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された軽元素１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａからの各信号線に信号を検出した時刻に関連したタイミング信号及び固体検出器信号処理部１２ｂからのエネルギーに比例した波高値信号と散乱された軽元素19ｂを検出した時刻に関連したタイミング信号を、データ収集装置１４で収集する。データ収集装置１４で収集したデータからデ−タ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。
【００１６】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａ及び固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号を同時計数回路部１３に入力し、この同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された軽元素１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、ガス検出器信号処理部１２ａ及び固体検出器信号処理部
１２ｂからの散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号、散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に関連したタイミング信号を情報収集装置であるデータ収集装置１４で収集する。データ収集装置１４で収集したデータから、データ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。図２に軽元素検出器の一例を示す。該図に示す軽元素検出器は、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定するガス検出器１０ａと散乱された軽元素１９ｂのエネルギー及びα線と同時計数した軽元素であることを同定するための固体検出器１０ｂで構成される。
【００１７】
図２に示す如く、核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素19ａと弾性散乱し散乱中性子１８ｂとなる。一方、散乱された軽元素１９ｂは、試料９中でエネルギーを損失させた後、ガス検出器１０ａに入射され、ガス検出器１０ａにおいて、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向が同定される。
【００１８】
ガス検出器１０ａを通過した散乱された軽元素１９ｂは固体検出器１０ｂに入射し、固体検出器１０ｂでエネルギー分析される。中性子１８ａは、重水素とトリチウムの核融合反応で発生するため、エネルギーが１４ＭｅＶと既知である。したがって、中性子１８ａの入射方向と散乱された軽元素１９ｂの散乱方向が同定できれば、エネルギーと運動量保存の法則から、散乱された軽元素１９ｂの散乱直後のエネルギーが計算できる。散乱された軽元素１９ｂは、試料９内での飛行距離に応じてエネルギーを損失する。したがって、散乱された軽元素１９ｂの試料９を飛び出した時点におけるエネルギーを測定することで、試料９内での飛行距離を同定することができ、試料９中での飛行方向を同定することができる。試料９中での位置を同定した多数の散乱された軽元素１９ｂの情報から、試料９中の軽元素濃度分布を測定することができる。
【００１９】
図３に本発明に係るα線検出器の設置の一例を示す。該図に示す如く、α線検出器をα線検出素子２ｂと光電子増倍管等から成るα線信号変換部２ａで構成し、α線検出素子
２ｂを中性子発生管１の内部に、α線信号変換部２ａをα線検出器２の外部に設置している。α線検出素子２ｂとα線信号変換部２ａの間には、光が透過するようにガラスがはめ込まれている。α線検出素子２ｂは、ＣｅをドーピングしたＹＡｌＯ３等の無機シンチレーション素子でできており、α線１７がα線検出素子２ｂに入射すると、α線１７のエネルギーに比例した強度の光を発光する。発光した光は、α線検出素子２ｂとα線信号変換部２ａの間のガラスを通過してα線信号変換部２ａに入射され、α線信号変換部２ａでエネルギーに比例した波高値信号に変換される。
【００２０】
図４に本発明に係る軽元素検出器の設置の一例を示す。該図に示す如く、軽元素検出器を、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定するためのガス検出器１０ａと軽元素のエネルギー及びα線と同時計数した軽元素であることを同定するための固体検出器１０ｂで構成する。ガス検出器１０ａの後段には、飛行方向を同定するための信号に変換するガス検出器信号処理部１２ａを設置し、固体検出器１０ｂの後段には、散乱された軽元素19ｂのエネルギーに比例した波高値信号及び散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号に変換する固体検出器信号処理部１２ｂを設置し、これらの信号を同時計数回路部に入力する。固体検出器１０ｂとしては、Ｓｉ等の半導体検出器を用いる。
【００２１】
図５（ａ），図５（ｂ）に本発明に係るガス検出器の一例を示し、図５（ａ）がガス検出器の断面図、図５ｂは正面図である。該図に示す如く、ガス検出器１０ａは、電極２０に挟まれた信号線２１とガス検出器外枠２２で構成されている。電極２０には、散乱された軽元素１９ｂのエネルギー損失をできるだけ低く抑えるために、アルミ蒸着マイラー材等の薄い材料を用いる。信号線２１は、表面の耐腐食性能を高めることと十分な強度を保たせるために、金メッキタングステン材等を用いる。ガス検出器１０ａの内部には、ガス２５を充満させ、ガス導入口２３からガスを導入し、ガス排出口２４からガスを排出することでガスフローさせている。ガスフローが淀みなく行われるために、ガス導入口２３とガス排出口２４は、互い違いの位置に設置することが望ましい。使用するガス２５としては、荷電粒子に対して電離しやすいアルゴンと放電が起こりにくいイソブタンの混合ガス等を用いる。放電が問題にならない場合は、電離度の高いアルゴンとメタンが９０：１０で混合されているガスを用いても良い。ガス検出器１０ａに入射した散乱された軽元素
１９ｂは、ガス検出器１０ａ内部で飛行方向に沿ってガス２５を電離させる。電離電子は、電極２０と信号線２１が作る電場に従って、電極２０側から信号線２１側にドリフトする。ドリフト電子群２６は、信号線２１近傍の高い電場領域で電子雪崩を起こし、信号線２１に信号を誘起する。ガスの種類が一定であれば、ドリフト電子群の移動速度がほぼ一定であることから、信号線２１から遠いところで電離した場合は、信号の発生時刻が遅くなり、信号線２１から近いところで電離した場合は、信号の発生時刻が早くなる。したがって、信号の発生時刻を計測することで電離した位置を同定することができ、複数の電離した位置の情報から、散乱された軽元素１９ｂの飛行方向を同定できる。
【００２２】
図６に本発明に係る軽元素分析装置の他の実施例を示す。該図において、１０は軽元素検出器であり、上記核融合反応によって発生した中性子１８ａは、試料９中で軽元素と弾性散乱し、散乱された軽元素１９ｂが試料９中でエネルギーを損失させた後、この軽元素検出器１０に入射される。軽元素検出器１０からの信号は、軽元素検出器信号処理部１２によって、散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号と散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に変換される。
【００２３】
α線検出器信号処理部１１からのタイミング信号、軽元素検出器信号処理部１２からのタイミング信号を判断装置である同時計数回路部１３に入力し、この同時計数回路部１３でα線１７とそれと同時に発生した中性子１８ａによって散乱された散乱された軽元素
１９ｂであることの判断を行う。同時計数回路部１３で同時と判断した事象に関して、α線検出器信号処理部１１からのエネルギーに比例した波高値信号とα線を検出した時刻に関連したタイミング信号、軽元素検出器信号処理部１２からの散乱された軽元素１９ｂのエネルギーに比例した波高値信号、散乱された軽元素１９ｂの検出時刻と関連したタイミング信号及び散乱された軽元素１９ｂの飛行方向決定に必要なタイミング信号に関連したタイミング信号を情報収集装置であるデータ収集装置１４で収集する。データ収集装置
１４で収集したデータから、データ解析装置１５において試料９中の軽元素分布を求め、その結果を解析結果表示装置１６で表示する。
【００２４】
図７に各検出器信号のタイミングの一例を示す。α線検出器信号処理部１１からの信号計測時刻に関連したタイミング信号を、同時計数回路部１３でΔＴ２遅らせ、信号幅を
ΔＴ３に広げ同時計測ゲート信号とする。固体検出器信号処理部１２ｂからのタイミング信号が、同時計測ゲート信号内に入ったときに、同時計数信号を発生させる。ΔＴ２及びΔＴ３の長さは、あらかじめ調整しておく。同時計数信号は同時計数回路部１３でΔＴ５遅らせ、信号幅をΔＴ６に広げ波高値計測ゲート信号とする。α線検出器波高値信号(１)及び固体検出器波高値信号（２）は、それぞれΔＴ１及びΔＴ４遅らせることで、波高値計測ゲート信号内に入るように調整し、波高値計測ゲート信号内に入った時のみ、データ収集装置１４でそれぞれの波高値信号の大きさを計測する。波高値信号は、エネルギーの大きさに比例することから、α線１７及び散乱された軽元素１９のエネルギー値を計測できる。同時計数信号は、ガス検出器の各信号線からのタイミング信号（１）〜（４）との時刻差を計測するためのスタート信号として用い、ガス検出器の各信号線からのタイミング信号（１）〜（４）をストップ信号とし、データ解析装置１５で時刻差データを収集する。データ解析装置１５では、時刻差データから散乱された軽元素１９の飛行方向を計算し、散乱された軽元素１９の飛行方向、散乱された軽元素１９のエネルギー値から、散乱された軽元素１９の発生位置を計算する。発生位置を同定した散乱された軽元素１９の各位置での発生率から、散乱された軽元素１９の試料９内の濃度分布が計算でき、計算した濃度分布を、解析結果表示装置１６に表示する。
【００２５】
図８に本発明に係る軽元素分析装置の他の実施例を、また、図９に軽元素検出器の配置の一例を示す。図８に示す如く、本実施例ではα線検出器２を複数個、中性子発生管１の内部に２次元に設置したものである。これにより、核融合反応により発生した中性子18ａの複数の飛行方向を同定することができる。また、それぞれの中性子１８ａの飛行方向に対して、軽元素検出器１０を図９の如く２次元的に設置することで、一度に複数箇所の軽元素濃度分布を計測できる。また、一個の軽元素検出器１０においても、それを移動させながら測定することで複数箇所の軽元素濃度分布を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図２】軽元素検出の説明図である。
【図３】α線検出器設置の模式図である。
【図４】軽元素検出器設置の模式図である。
【図５（ａ）】ガス検出器断面図の模式図である。
【図５（ｂ）】ガス検出器正面図の模式図である。
【図６】本願発明の他の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図７】各検出器信号のタイミング図である。
【図８】本願発明の他の実施例である軽元素分析装置のブロック図である。
【図９】軽元素検出器配置の正面図と側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…中性子発生管、２…α線検出器、２ａ…α線信号変換部、２ｂ…α線検出素子、３…水素吸蔵合金ターゲット、４…イオン源、５…重水素イオンビーム、６…イオン引出し電極、７…イオン加速電極、８…中性子発生管電力供給部、９…試料、１０…軽元素検出器、１０ａ…ガス検出器、１０ｂ…固体検出器、１１…α線検出器信号処理部、１２…軽元素検出器信号処理部、１２ａ…ガス検出器信号処理部、１２ｂ…固体検出器信号処理部、１３…同時計数回路部、１４…データ収集装置、１５…データ解析装置、１６…解析結果表示装置、１７…α線、１８ａ…中性子、１８ｂ…散乱中性子、１９ａ…軽元素、19ｂ…散乱された軽元素、２０…電極、２１ａ…信号線、２１ｂ…信号線取出部、２２…ガス検出器外枠、２３…ガス導入口、２４…ガス排出口、２５…ガス、２６…ドリフト電子群。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの出力信号と軽元素検出器からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
該判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、予め収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項２】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの信号を所定の信号に変換するα線信号処理部と、
前記軽元素検出器からの信号を所定の信号に変換する軽元素信号処理部と、
前記α線信号処理部と軽元素信号処理部からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
前記α線信号処理部及び軽元素信号処理部からの出力信号を基に情報を収集する情報収集装置と、
前記判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、前記情報収集装置に収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項３】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの信号を、前記α線のエネルギーに比例した波高値信号とα線の検出時刻と関連したタイミング信号に変換するα線信号処理部と、
前記軽元素検出器からの信号を、前記軽元素のエネルギーに比例した波高値信号と軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号及び軽元素の飛行方向に必要なタイミング信号に変換する軽元素信号処理部と、
前記α線信号処理部からのタイミング信号及び軽元素信号処理部からのタイミング信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
前記α線信号処理部からのエネルギーに比例した波高値信号と前記α線を検出した時刻に関連したタイミング信号、前記軽元素信号処理部からの前記軽元素のエネルギーに比例した波高値信号、前記軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号及び前記軽元素の飛行方向に必要なタイミング信号を収集する情報収集装置と、
前記判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、前記情報収集装置に収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項４】
前記中性子発生管における重水素とトリチウムの核融合反応は、前記中性子発生管内部に配置されているイオン源でイオン化された重水素イオンが引出し電極が作る電場によって引出され、加速電極が作る電場によって加速されて発生する重水素イオンビームが、トリチウムを吸蔵してある水素吸蔵合金ターゲットに衝突することで起こることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項５】
前記中性子は、前記試料に照射されることで該試料中で軽元素と弾性散乱し、散乱した軽元素が前記試料中でエネルギーを損失させた後、前記軽元素検出器に入力されることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項６】
前記α線検出器が複数個設置されると共に、夫々のα線と反対方向に飛行する中性子の夫々の飛行方向に対して軽元素検出器が設置されていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項７】
前記α線検出器は、α線検出素子と光電子増倍管から形成され、前記α線検出素子が前記中性子発生管の内部に、前記光電子増倍管が前記中性子発生管の外部に夫々設置されていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項８】
前記軽元素検出器は、前記軽元素の飛行方向を同定するためのガス検出器、前記軽元素のエネルギー及びα線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることを同定するための固体検出器から形成され、前記ガス検出器の後段には、前記軽元素の飛行方向を同定するための信号に変換するガス検出器信号処理部が設置され、前記固体検出器の後段には、前記軽元素に比例した波高値信号及び軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号に変換する固体検出器信号処理部がされ、前記ガス検出器信号処理部と固体検出器信号処理部からの信号が前記判断装置に入力されることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項９】
前記ガス検出器は、２枚の電極と、該電極間に挟まれた複数の信号線と、外枠とから形成され、前記外枠には、軽元素が前記ガス検出器に入射したときにイオン化するためのガスを前記電極間に導入するガス導入口及び排出するガス排出口を備えていることを特徴とする請求項８記載の軽元素分析装置。
【請求項１０】
前記解析装置により解析された前記試料中の軽元素分布を表示する解析結果表示装置を更に備えていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項１】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの出力信号と軽元素検出器からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
該判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、予め収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項２】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの信号を所定の信号に変換するα線信号処理部と、
前記軽元素検出器からの信号を所定の信号に変換する軽元素信号処理部と、
前記α線信号処理部と軽元素信号処理部からの出力信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
前記α線信号処理部及び軽元素信号処理部からの出力信号を基に情報を収集する情報収集装置と、
前記判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、前記情報収集装置に収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項３】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子が発生する中性子発生管と、
該中性子発生管で発生する中性子と同時に発生し、該中性子の飛行方向と反対方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、
前記中性子が試料に照射されることにより放出される軽元素を検出する軽元素検出器と、
前記α線検出器からの信号を、前記α線のエネルギーに比例した波高値信号とα線の検出時刻と関連したタイミング信号に変換するα線信号処理部と、
前記軽元素検出器からの信号を、前記軽元素のエネルギーに比例した波高値信号と軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号及び軽元素の飛行方向に必要なタイミング信号に変換する軽元素信号処理部と、
前記α線信号処理部からのタイミング信号及び軽元素信号処理部からのタイミング信号が入力され、前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることの判断を行う判断装置と、
前記α線信号処理部からのエネルギーに比例した波高値信号と前記α線を検出した時刻に関連したタイミング信号、前記軽元素信号処理部からの前記軽元素のエネルギーに比例した波高値信号、前記軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号及び前記軽元素の飛行方向に必要なタイミング信号を収集する情報収集装置と、
前記判断装置で前記軽元素が前記α線と同時に発生した中性子によって放出されたと判断されたことをもって、前記情報収集装置に収集された情報に基づいて前記試料中の軽元素分布を解析する解析装置と
を備えていることを特徴とする軽元素分析装置。
【請求項４】
前記中性子発生管における重水素とトリチウムの核融合反応は、前記中性子発生管内部に配置されているイオン源でイオン化された重水素イオンが引出し電極が作る電場によって引出され、加速電極が作る電場によって加速されて発生する重水素イオンビームが、トリチウムを吸蔵してある水素吸蔵合金ターゲットに衝突することで起こることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項５】
前記中性子は、前記試料に照射されることで該試料中で軽元素と弾性散乱し、散乱した軽元素が前記試料中でエネルギーを損失させた後、前記軽元素検出器に入力されることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項６】
前記α線検出器が複数個設置されると共に、夫々のα線と反対方向に飛行する中性子の夫々の飛行方向に対して軽元素検出器が設置されていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項７】
前記α線検出器は、α線検出素子と光電子増倍管から形成され、前記α線検出素子が前記中性子発生管の内部に、前記光電子増倍管が前記中性子発生管の外部に夫々設置されていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項８】
前記軽元素検出器は、前記軽元素の飛行方向を同定するためのガス検出器、前記軽元素のエネルギー及びα線と同時に発生した中性子によって放出された軽元素であることを同定するための固体検出器から形成され、前記ガス検出器の後段には、前記軽元素の飛行方向を同定するための信号に変換するガス検出器信号処理部が設置され、前記固体検出器の後段には、前記軽元素に比例した波高値信号及び軽元素の検出時刻と関連したタイミング信号に変換する固体検出器信号処理部がされ、前記ガス検出器信号処理部と固体検出器信号処理部からの信号が前記判断装置に入力されることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【請求項９】
前記ガス検出器は、２枚の電極と、該電極間に挟まれた複数の信号線と、外枠とから形成され、前記外枠には、軽元素が前記ガス検出器に入射したときにイオン化するためのガスを前記電極間に導入するガス導入口及び排出するガス排出口を備えていることを特徴とする請求項８記載の軽元素分析装置。
【請求項１０】
前記解析装置により解析された前記試料中の軽元素分布を表示する解析結果表示装置を更に備えていることを特徴とする請求項１，２、又は３に記載の軽元素分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−７１７９９（Ｐ２００７−７１７９９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６１４９２（Ｐ２００５−２６１４９２）
【出願日】平成１７年９月９日（２００５．９．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月９日（２００５．９．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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