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人間は感覚に頼って世界を認識しますが、これらの顕微鏡分析機器は人間の認識を拡張します。私たちは皆、光学顕微鏡に精通していますが、これらの顕微鏡はレンズ結像に基づいて動作するため、解像度が使用される光の波長の半分に制限されるアッベ限界によって制限されます。 したがって、光の波長の制限により、光学顕微鏡の分解能はマイクロメートルレベルにすぎません。しかし、高速で移動する電子には波動と粒子の二重性があり、波としての電子の重要な特性はその波長です [5]。 加速電圧が増加すると、電子の波長は減少します。 30 kV などのより高い加速電圧を使用すると、約 7 pm の波長を持つ電子を取得することができます。電子顕微鏡は、「光」として電子を使用し、従来の光学レンズの代わりに磁気レンズを使用することによって作成されます。 電子が固体試料と相互作用すると、誘導起電力、カソードルミネッセンス、特性X線、後方散乱電子、オージェ電子、二次電子、吸収電子、透過電子などを含む一連の試料関連情報が生成されます。この情報を利用することで、微視的なスケールでの構造情報を得ることが可能である。 SEM と TEM の違い SEM (走査型電子顕微鏡) および TEM (透過型電子顕微鏡)は、電子顕微鏡の 2 つの一般的な形式です。 ＳＥＭは、 ２６ Ｓ ２７ 二次 ２８ Ｅ ２９ 電子（ＳＥ）および ３０ Ｂ ３１ ａｃｋ ３２ − ３３ 散乱 ３４ Ｅ ３５ 電子（ＢＳＥ）を使用して、 試料表面の画像をキャプチャし、一方、TEM は透過電子を検出して、試料を通る投影画像を生成します。 標本の内部。 SEMは、集束電子ビームで試料表面を走査し、各点で生成された信号を収集して、ピクセルごとに増幅画像を構築します。 対物レンズの下にある走査コイルは、X-Y 平面内の 試料 の表面にビームを正確に導くために使用されます。倍率（最大 200 万倍）に応じて、ビームは数マイクロメートルからミリメートルの範囲の視野を走査します。 SEMの一般的な加速電圧の範囲は 1 kV ～ 30 kV であり、加速電圧が低いほど穏やかなビームが得られ、ビームに敏感で絶縁性のある 試料のイメージングに役立ちます。 す。 二次電子は原子番号に対する感度が低く、表面トポグラフィーの観察に適していますが、後方散乱電子は原子番号が大きい試料に対してより高い信号を生成するため、組成イメージングに適しています。 TEM は通常、30 kV ～ 300 kV の加速電圧で動作しますが、これは SEM 機器で使用され�

b. シグナル検出:SEM は、S二次 E電子、Back-S を検出することで画像を形成します。散乱されたE電子、および電子と試料との間の相互作用から生じるその他の信号。 試料に磁性元素が含まれている場合、これらの元素は電子の散乱や検出に影響を与える可能性があり、画像品質や組成分析の精度に影響を与える可能性があります。 c. S試料調製: 磁気要素を含む試料は、これらの要素が他の磁性表面に付着する可能性があるため、準備中に問題が発生する可能性があります。したがって、組成分析:EエネルギーD分散Sペクトロメーター (EDS)分析、 試料には磁性元素が含まれており、その磁場が X 線の経路を変更し、X 線の検出に影響を与える可能性があります。 e. 加熱効果:場合によっては、電子ビームと 試料の間の相互作用により熱が発生することがあります。 試験片に磁性元素が含まれている場合、この加熱によって試験片に局所的な磁気変化が生じる可能性があり、SEM 分析の結果に影響を与える可能性があります。 2．放射性試料がSEM検査に及ぼす影響は何ですか? a. S試料 安定性: 放射性崩壊プロセスは、試料の構造に変化を引き起こし、分析結果の安定性と再現性に影響を与える可能性があります。 . b. S試料加熱:放射性崩壊により熱が発生する可能性があり、試料の局所的または全体的な加熱につながり、試料の微細構造に影響を与える可能性があります。 試料と電子ビームとの相互作用。 c. 信号干渉:放射性標本アルファ粒子、ベータ粒子、またはガンマ線が放出される可能性があり、これらが SEM の検出器に干渉し、画像ノイズの増加や画像品質の低下を引き起こす可能性があります。 d. 電荷の蓄積:放射性試料から放出された荷電粒子は、試料表面またはその近傍に電荷を蓄積する可能性があり、電子に影響を与える可能性があります。ビームの集束と走査により、画像の解像度とコントラストに影響を与えます。 e. 検出器の損傷:放射性放射線は、SEM での二次電子および後方散乱電子-の検出に使用される検出器に損傷を与え、その性能と寿命を低下させる可能性があります。 f. 分析干渉: SEM に Eエネルギー D分散型 Sペクトロメーターが装備されている場合(EDS)または他の分析ツールでは、放射性放射線が発生する可能性があります。 X 線検出を妨害し、不正確な結果につながります。 3. 試験片安定性は SEM テストにとって重要ですか? S試料の安定性は、高真空環境および強力な電子ビーム照射下での SEM 試験に�

ガンマ線が産業、農業、医療、食品で広く使用されるようになるにつれて、放射線量の正確な測定がますます重要になっています。 EPR、分光計、は現在、サンプル内の不対電子を検出する唯一の直接的な方法であり、照射された材料で生成されたフリーラジカルを検出することによって放射線量の正確な測定を可能にします。 放射線量は低線量（1kGy未満）、中線量（1～10kGy）、高線量（10kGy以上）に分類され、その影響は臨床症状のないものから重篤な症状まで多岐にわたります。 、初期の致命的な臨床症状、および早期死亡。 数十年の研究を経て、光音響インジケーターを備えたマルチモーダル製品など、放射線量測定のためのさまざまな化学的、物理的、生物学的方法が開発されました。分子生物学の発展により、染色体などの特定の生体分子は放射線に感受性があり、放射線量の測定に使用できることが認識されています。しかし、放射線量が高い場合、生体分子の不活化により検出プロセスが妨げられる可能性があり、この原理に基づく生物学的線量計では、より長いサンプル処理と分析時間が必要になります。[14] 物質にさまざまな放射線や中性子が照射されると、フリーラジカルが発生します。したがって、 18 電子常磁性共鳴（EPR）分光法 19 を使用して、照射された材料内で生成されたフリーラジカルを検出することは、直接的かつ便利な方法である。この目的のために EPR に基づいて設計された線量計は EPR 線量計と呼ばれ、他の線量計と比較して独特の利点があります。 臨床的に重要な線量レベルを検出する高感度 十分な精度で、高度に特異的で信頼性の高いデータを提供します 迅速な検出に適した広い範囲をカバー さまざまな環境で動作可能 サンプルに対して非侵襲的かつ非破壊的です 操作が簡単な専用機器 ケース 1: 食品照射検査 食品照射とは、生鮮食品の特定の生理学的プロセス（発芽や熟成など）を遅らせたり、防虫、消毒、滅菌、カビ予防などの目的で食品を処理し、それによって保存期間を延長するために放射線を使用するプロセスです。品質の安定化と向上を図る。 肉、骨、果物、ドライフルーツ、食品などのさまざまな食品は、照射されると検出可能なフリーラジカルの EPR シグナルを生成します。フリーラジカル信号の強度は、さまざまな材料や処理方法の性質、特に放射線量に関係します。 EPR テクノロジーは、フリーラジカルを検出する最も直接的な方法です。 図 1図は、放�

温度 E電子M顕微鏡の温度要件は特に高くありません。通常、快適さとエネルギー効率を考慮すると、夏は摂氏 26 度、冬は摂氏 20 度程度の温度が許容されます。ただし、温度変化率は重要であり、一般的な要件は ≤0.5°C/3 分または ≤0.5°C/5 分です。 高品質のセントラル空調システムは通常、これらの要件を満たすことができます。たとえば、有名ブランドのスプリット エアコンのサイクルは 4 分で、温度変動は摂氏約 1 度です。高精度空調システムを使用しても、通常、価格、メンテナンス費用、適用性の点で大きなメリットは得られません。 実際には、 18 H 19 高精度 20 E 21 電子 22 M 23 顕微鏡 は、かさばり、熱容量が大きくなる傾向があります。室内の温度変化が大きくない限り、短期間内のわずかな温度変化が顕著な影響を与える可能性は低いです。[26] 冷却水パイプ、液体窒素パイプ、デュワー瓶の結露や滴下を防ぐために、電子顕微鏡室の温度が過度に低くならないようにすることが重要です。たとえば、液体窒素デュワー瓶の下に旧式の分光回路基板を不適切に配置したところ、結露の滴下により損傷したケースがありました [30]。 循環冷却水タンク、エアコンプレッサー、無停電電源装置(UPS)、真空ポンプなどを収納する補機室については、規定の放熱量に基づいて空調システムの必要能力を算出する必要がある。機器の仕様に記載されています。 補機室の温度が高すぎると、循環冷却水タンクの冷却効率が低下し、レンズの熱ドリフトが増加する可能性があります。 したがって、補機室の温度は年間を通じて 35 ℃以下に保つことが推奨されます。 H湿度 凍結サンプルには高湿度の要件があり、25% 未満の相対湿度を好むユーザーもいます。ただし、湿度が極端に低い場合は静電気放電が発生する可能性があります。これに対処するには、凍結割断準備装置を電子顕微鏡の近くに移動して、凍結サンプルの暴露時間を最小限に抑え、それによって湿度要件を下げることができます。。 通常、電子顕微鏡室の相対湿度は 65% 未満で十分であり、これは比較的低い要件であり、ほとんどの空調システムが容易に満たすことができます (部屋のドアが閉まり、人の出入りの時間が一定であると仮定すると)最小化されます）。 新築して1年以内の建物の場合、建物内の湿気を取り除くのに時間がかかる場合があります。このような場合、湿度を調整するために除湿剤を追加できます。 エアフロー もう 1 つの考慮事項は�

よく知られているように、電気機器には安全保護のために接地が必要です。さまざまな機器の外装や露出した金属部分は、短絡や漏電が発生した場合に、筐体や露出した金属部分の電圧が人体に触れても安全な範囲内に留まるように、アースに直接接続する必要があります。現在の安全規格では 24V を超えない電圧を指定しているため、個人の安全が確保されています。 電子M顕微鏡も例外ではなく、安全のために接地も必要です。システムに漏洩が発生した場合には、オペレータや保守要員の安全を確保するための排出経路が設けられています。 ただし、E電子M顕微鏡には特別な要件があります。 電子顕微鏡の接地線は、電子顕微鏡内のさまざまなサブシステム (検出器、信号処理増幅器、電子ビーム制御など) の共通の「ゼロ電位」基準点として機能し、電圧ゼロ電位で安定でなければなりません。 理論的には、接地線は電圧がゼロの基準点です。しかし、実際には、接地回路に電流が流れている場合 (この電流は通常、漏れ電流または接地電流と呼ばれ、さまざまな電気機器によって生成される漏れ電流のベクトル和です)、接地内の接地端子は接地されません。回路には接地電圧がかかります (接地線の接地抵抗は、たとえ小さくてもゼロにはならないため、オームの法則 V=IR に従って、漏れ電流 I がゼロでない場合、接地電圧 V はゼロになりません)。 この接地電圧は通常は無視できますが、画像を数万倍から数百万倍に拡大する必要があるE電子M顕微鏡の場合、その結果生じる影響は多くの場合重大であり、無視することはできません。 接地電圧の変動は、スキャンされた画像の垂直端で磁場や振動干渉に似たアーティファクトを直接引き起こし、ひどい場合には画像の揺れを引き起こす可能性があります。 この問題の解決策は簡単で、「シングルアースループ」と呼ばれる電子顕微鏡専用の専用接地回路を設定することです。これにより、同じ電源回路上の他の電気装置の漏れ電流からE電子M顕微鏡への干渉が排除される。。 接地線の完全な独立性を確保するには、接地体、接地線、および接地端子はすべて独立しており、導電体に接続されていない必要があることに注意してください。 次の一般的なエラーは避けてください: 1) 完全に独立した接地体を設置せず、共通の接地体に接続された接地線を敷設するだけである。 2) 個別の接地体はありますが、接地線または接地端子は共通の接地線または他の電気機�

まず、低周波振動の原因について説明します。 繰り返しのテストにより、低周波振動は主に建物の共振によって引き起こされることが判明しました。産業用建物と民間建物の建築仕様は、床の高さ、深さ、スパン、梁と柱のセクション、壁、床梁、いかだスラブなどの点で一般に類似しています。ただし、特に低周波共振に関しては、いくつかの違いがある場合があります。共通の特徴を特定できます。 建物の振動で観察されるいくつかのパターンを次に示します: １．線形または点形のフロアプランを持つ建物は、より大きな低周波共振を示す傾向がありますが、T、H、L、S、または U などの他の形状の建物はより小さな共振を示します。 ２．直線的なフロアプランを持つ建物では、長軸に沿った振動が短軸に沿った振動よりも顕著になることがよくあります[9]。 3. 同じ建物内では、通常、地下室のない 1 階の振動が最も小さくなります。床の高さが高くなると、振動がひどくなります。地下室のある建物の 1 階の振動は 2 階の振動と同様であり、通常、最も低い振動は地下の最下層で観察されます。[11] ４．垂直方向の振動は一般に水平方向の振動より大きく、床面の高さには依存しません。[13] 5．床スラブが厚いと、垂直振動と水平振動の差が小さくなります。ほとんどの場合、垂直振動は水平振動よりも大きくなります。[15] 6．重大な振動源がない限り、建物の同じフロア内の振動は一般に一定です。これは、部屋の中央の場所だけでなく、壁、柱、または頭上の梁の近くの場所にも当てはまります。ただし、同じ場所で移動せずに数分間隔で測定した場合でも、値は異なる可能性があります。 低周波振動の発生源と特性がわかったので、対象を絞った改善措置を講じ、特定の環境における振動状態を高度に評価できるようになります。 低周波振動の改善にはコストがかかる場合があり、環境上の制約により実現できない場合もあります。したがって、実際の応用においては、電子顕微鏡実験室を運営するのに適した場所を選択したり、そこに移転したりすることが有利であることが多い[21]。 次に、低周波振動の影響と考えられる解決策について説明します。 次の図に示すように、20 Hz 未満の振動は電子顕微鏡に重大な破壊的な影響を与えます。 画像 1

電子顕微鏡研究室の環境は、電子顕微鏡自体には直接影響しませんが、むしろ顕微鏡の画像品質と全体的なパフォーマンスに影響を与えます。電子顕微鏡の動作中、細い電子ビームは高真空環境内を移動し、0.7 メートルの距離を移動する必要があります (1S2 キャニング 3E4 電子 5Microscope) から 2 メートル以上 (T送信 E電子の場合) Microscope)。経路に沿って、磁場、地面の振動、空気中の騒音、気流などの外部要因により、電子ビームが意図した経路から逸脱し、画像品質の低下につながる可能性があります。したがって、周囲の環境については特定の要件を満たす必要があります。[17] パッシブ低周波電磁シールドには主に 2 つの方法があり、使用されるシールド材料が異なります。1 つの方法は高透磁率材料を使用します (鋼、シリコン鋼、ミューメタル合金など)。 もう 1 つの方法は高導電性材料を使用します（銅やアルミニウムなど）。これら 2 つの方法の動作原理は異なりますが、両方とも環境磁場の効果的な低減を実現します。 A. 磁気回路迂回法としても知られる高透磁率材料法は、有限の空間(領域A)を高透磁率材料で囲うことによって機能します。環境磁場の強さが Ho の場合、高透磁率材料の磁気抵抗は空気の磁気抵抗よりもはるかに小さくなります (一般的な Q195 鋼の透磁率は 4000、ケイ素鋼の範囲は 8000 ～ 12000、ミューメタル合金の透磁率は 4000 です)。は 24000 ですが、空気のおおよその値は 1) です。オームの法則を適用すると、Rs が Ro よりもはるかに小さい場合、密閉空間 (領域 A) 内の磁場強度は Hi まで減少し、減磁が達成されます (図 1 および図 2 を参照。ここで、Ri は空間 A 内の空気磁気抵抗を表し、Rs ははシールド材の磁気抵抗を表します)。シールド材の内側では、磁場の作用により磁区が振動し、磁気エネルギーを熱として放散します。[31] ケイ素鋼とミューメタル合金は浸透率に異方性を示し、建設中にハンマーで叩いたり、曲げたり、溶接したりすることができないため（理論的には熱処理によってこれらの特性を改善できますが、大型の固定製品には非現実的です）、それらの有効な性能は次のとおりです。大幅に減少しました。ただし、ハンマーで叩いたり、曲げたり、溶接したりすることなく、特定の特別な領域で補助または補強の目的で使用することは可能です。 高透過性材料は高価であるため、一般に電子顕微鏡のシールドには広範囲には使用されず、少数の特定の領域 (ドアの隙間�

電子顕微鏡研究室の環境は、電子顕微鏡自体には直接影響しませんが、むしろ画像品質と全体的なパフォーマンスに影響を与えます。電子顕微鏡の動作中、細い電子ビームは高真空環境内を移動し、0.7 メートルの距離を移動する必要があります (1S2 キャニング 3E4 電子 5Microscope) から 2 メートル以上 (T送信 E電子の場合) Microscope)。経路に沿って、磁場、地面の振動、空気中の騒音、気流などの外部要因により、電子ビームが意図した経路から逸脱し、画像品質の低下につながる可能性があります。したがって、周囲の環境については特定の要件を満たす必要があります。[17] 主に検出器、コントローラー、消磁コイルは、0.001Hz ～ 300Hz の低周波電磁場を緩和するために使用される特殊な装置であり、「消磁コイル」と呼ばれます。 D消磁器. 消磁器動作範囲に基づいてACタイプとDCタイプに分類でき、さまざまな使用環境に合わせて両方のタイプを組み合わせたモデルもあります。低周波消磁器の利点には、小型、軽量、省スペース設計であり、建設後に設置できることが含まれます。クリーンルームなど磁気シールドの構築が難しい環境に特に適しています[39]。 ブランドに関係なく、消磁器の基本的な動作原理は同じです。 3 軸検出器を使用して電磁干渉信号を検出し、PID コントローラーを介して逆相電流を動的に制御および出力し、3 次元消磁コイル (通常は 6 個の疑似ヘルムホルツ長方形コイルを 3 セット) で逆相磁界を生成します。 ）、特定の領域の磁場を効果的に中和およびキャンセルし、磁場をより低い強度レベルに低減します。 消磁器の理論上の消磁精度は 0.1m ガウス p-p、つまり 10 nT に達することがあり、一部のモデルはさらに優れた精度を主張していますが、これは検出器の中心でのみ達成可能であり、近くでの相互干渉のため他の機器では直接測定できません。距離が離れた場合、またはそれ以上の距離での「等電位面」現象。 消磁装置は、環境の変化に基づいて消磁電流を自動的に調整します。場合によっては、電流が大きくなることがあります。他の敏感な機器が近くにある場合は、通常の動作への干渉を避けるために、配線のレイアウトに注意することが重要です。たとえば、電子ビーム露光装置は、近くで動作している磁場検出器の影響を受けています。[51] 消磁コントローラの消費電力は一般的に250W～300W程度です。 消磁器の検出器は一体型でもAC/DC分離型でも性能に大きな違いはありません。