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

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1 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

2 実験背景 Count/bin[AU] 74W Mα: 1.775keV 34Se Lα: 1.379keV Energy(keV) １．４
１．８ 実験背景 Count/bin[AU] 74W Mα: 1.775keV 34Se Lα: 1.379keV Energy(keV)

3 XIS(BI1)実験で見られたＸ線強度変化（6/14,15,16３日分）
１０ ０．３５ ０．４５ ０．６ １ Count/column/frame ０．１ ０．５ Energy[keV]

4 連続成分の時間変化 連続成分は６０時間で約１．３倍に増加 １．２９ ０．３５ｋｅＶ １．２３ Ｎｏｒｍ ０．４５ｋｅＶ １．２９ １．２
６ｋｅＶ Ｔｉｍｅ［ｈｏｕｒ］ Ｎｏｒｍ １．２ ６０ ３０ １．２９ １．２３ １．２９ 連続成分は６０時間で約１．３倍に増加

5 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 e Ｅ ターゲット フィラメント Ｘ線発生装置の原理 原子核のクーロン場により加速

6 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

7 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）

8 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

9 実験結果 74W Lβ1　:　9.672keV Lα1　:　8.397keV 　　 34Se Kα1 : keV Couont/sec 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

10 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）

11 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
実験結果 Ｃｄのみ Ａｇ：ｋα　２２．１６ｋｅＶ Couont/sec 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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 ｘがｂを超えると電場、磁場は急激に減衰する
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

17 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

18 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
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

19 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