小型多価イオン源を用いた多価イオン-分子衝突における解離過程〜価数による反応熱の制御〜

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10740203
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 本橋 健次 東京農工大学, 工学部, 助手 (50251583)
• Keywords: 多価イオン / 分子 / 解離 / 反応熱 / 電子衝撃型多価イオン源

Research Abstract

1. 目的
本研究の目的は、多価イオンを分子(例えば、CH_4)に衝突させたときの解離イオン生成断面積を測定し、反応熱をコントロールして反応を制御し、解離のメカニズムを系統的に考察することである。
2. 研究実施計画と現状
NdFeB永久磁石を用いて、小型高性能な電子衝撃型多価イオン源を開発している。現在までに、三つの試作機を設計・製作し、目標スペックの約80%を達成した。電子衝撃型多価イオン源において最も重要な要素は、ドリフトチューブと呼ばれるイオンの閉じこめ領域を電子ビームが100%近く透過することである。これに対し、第三次試作機において約95%以上の透過率が得られている。また、O^<6+>,N^<6+>,C^<5+>,Ne^<8+>,Ar^<16+>,Kr^<25+>の高電離多価イオンが生成されており、目標であるAr^<16+>の生成までもう一息という段階にある。しかしながら、今後改善すべき問題点も多く残されている。エネルギー消費を抑えるためには、電子ビームを低いエネルギーで回収する必要があるが、現時点ではまだ目標の50%程度である。また、電子ビーム電流値も目標を下回っている。これらの問題点を克服すべく、現在、第四次試作機を製作中である。
一方、解離イオンの生成断面積の測定に関しては、まだ装置の設計・製作が進んでいない。解離種の質量選別を飛行時間型質分析器で行う予定であり、これまでに、テスト機を製作し、予備実験を行ったが、成功には至っていない。今後、設計を見直し、11年度前半までに装置を完成させる。
なお、これまでの成果は11年7月に行われる原子衝突物理学国際会議(ICPEAC)で発表する予定である。