外部PIXE分析法による大型試料の迅速定量分析法の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07238202
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 末野 重穂 筑波大学, 地球科学系, 教授 (30110513)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒沢 正紀 筑波大学, 地球科学系, 助手 (50272141) ; 島 邦博 筑波大学, 物理工学系, 講師 (70087964) ; 古野 興平 筑波大学, 物理学系, 教授 (40015772)
• Keywords: 加速器 / プロトンビーム / 定量分析 / PIXE / 大型試料 / 外部PIXE

Research Abstract

本研究はボーリングコアなどの大型試料上の微小領域について連続的にExternal PIXE法で迅速定量分析を行えるシステムを開発することで、以下を目標とした。
(1)筑波大の大型加速器による厚板試料のPIXE分析の実用化テストと、定量分析を行うための条件設定。(2)大型試料などを連続分析するための梯子型試料ホールダー付き試料架台の製作と、試料を再現性よく移動させるための試料位置の調整装置。(3)プロトン線の外部への取り出しのためのハーバーフォイルによる真空保持部付きの特殊コリメータの開発と、プロトン線の取り出し。(4)重・軽元素測定用の2種類のSi検出器の設定。またプロトンビーム照射位置を観察するためのCCDカメラ付き顕微鏡観察装置の設置。(5)Externalプロトン線によるPIXEのテスト。(6)外部PIXEの測定アルゴリズムとデータ解析プログラム及び測定用電子機器の開発。(7)標準試料を試料台に設置してテスト実験と、分析精度と検出限度の検査。(8)迅速測定の可能性を実際のボーリングコア岩石試料によりテスト実験を行い、各元素の分析精度と検出限度の研究。
現在の所、(1)研究は筑波大学加速器センターの一般用PIXE-lineで厚板試料用をについての定量分析実用化テストを行い、問題点の解明に成功した。(2)試料架台は目標とする大型架台までは達成できず、20cm長の試料の連続分析がテスト中である。(3)真空保持部付きの特殊コリメータの開発は完成し、プロトン線に大気中取り出しに成功。(4)重元素測定用のSi検出器によるテストを実行中、試料位置は顕微CCDで確認。(5)テスト中であるが、ビーム強度測定に問題がある。(6)解析プログラムを作成中であるが、外国から基本プログラムを導入することも考慮中。(7)実験中。(8)ボーリングコアによるテストを準備中。なお、軽元素を測定するためには、He-gasなどをX線経路に満たす必要があるが、Heが検出器内へも浸透して検出器を破壊するため、新たな問題が派生した。

Research Products

• [Publications] S.Sueno: "High energy ionbeams:useful probes for mineral chemical analysis" Europian Journal of Mineralogy. 7. 1273-1297 (1995)
• [Publications] 末野重穂: "地球惑星固体物質科学における極微量元素分析" 月刊地球. 号外-No.12. 27-31 (1995)
• [Publications] 末野重穂: "高エネルギーイオン線の鉱物科学への応用" 鉱物学雑誌. 24. 149-158 (1995)
• [Publications] W.Wang and S.Sueno: "Discovery of a NaPx-En inclusion in diamond : possibli transition zone origin" Mineralogical Journal. (inprint). (1996)