マイクログラム試料のアルゴン同位体比測定装置の製作

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07504006
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 長尾 敬介 岡山大学, 固体地球研究センター, 教授 (40131619)
• Keywords: 希ガス質量分析計 / アルゴン同位体分析 / 極微量希ガス分析

Research Abstract

二年計画の最終年度にあたり、希ガス測定装置の立ち上げと調整をおこなって、現時点で以下のような目標性能をほぼ達成し、実際の試料分析への実用を開始した。なお、この装置の設置及び調整は独自に行われており、装置製作会社技術者の技術的援助は全くない。
VG5400希ガス質量分析計及びガス抽出精製装置の改良・改造点
1) イオン源の高感度化
2) イオンコレクター部:独自に開発したイオンカウンティング・システムを装着、Dalyコレクターのノイズレベルの低減と安定化のためのイオン電流検出装置の改良、イオン電流検出とデータ処理ソフトの開発、
3) 質量分析計コントロール:コントロール電源の改良、独自に開発し既存装置に使用中のコントロールソフトの改良、
4) 抽出・精製装置の抜本的な改良による真空度の向上とバックグランドの低減、クライオ・トラップを用いた全希ガス元素相互の分離分析
目標とした性能と現在の到達点 ( )内は目標性能
1) 質量分析計:真空度5×10^<-10>Torr以下(10^<-10>Torr)、 感度 5×10^<-4>A/Torr(10^<-3>A/Torr)
Ar検出感度 5×10^<-15>cm^3STP(10^<-15>cm^3STP)、 Ar同位体比測定精度 5×10^<-10>cm^3STPで1% (10^<-10>cm^3STPで1%以下)、
^<40>Arブランク 5×10^<-12>cm^3STP(≦10^<-11>cm^3STP)
2) 希ガス抽出精製装置:真空度 3×10^<-10>Torr (10^<-10>Torr)、 レーザー抽出における^<40>Arブランク≦10^<-11>cm^3STP (≦10^<-10>cm^3STP)
Ta炉における^<40>Arブランク 3×10^<-9>cm^3STP
3) 装置全体の性能:測定可能希ガス量のダイナミックレンジが10^<-7>〜10^<-16>cm^3STPで、極めて微量の全希ガス同位体比測定が可能となり目標値をほぼ達成した(マイクログラム試料のAr同位体分析)
4) 通電加熱炉とレーザー加熱装置を組み合わせて、数グラムからマイクログラム程度の多様な試料分析が可能である
現時点で上記性能を達成したが、希ガス含有量の極めて低い岩石・鉱物試料を分析しながら、更に高性能装置にするための改良を継続中である。