惑星探査用次世代超高感度極微量質量分析システムの開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16GS0214
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 石原 盛男 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (30294151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 岐聡 大阪大学, 理学研究科, 助手 (80283828) ; 植田 千秋 大阪大学, 理学研究科, 助教授 (50176591) ; 松本 拓也 大阪大学, 理学研究科, 助手 (50294145) ; 内野 喜一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10160285) ; 圦本 尚義 東京工業大学, 理工学研究科, 助教授 (80191485)
• Keywords: 多重周回飛行時間型質量分析計 / 非共鳴多光子吸収 / 収束イオンビーム装置

Research Abstract

今年度は新規に開発する超高感度極微量質量分析システムの構想決定を行った。
(1)質量分析のポイントとなる多重周回飛行時間型質量分析計は実績のあるトロイダル電場を用いた分析部を採用することとした。また新たに高安定度の電源の設計製作も行った。イオンビームの取り出し部は多重周回飛行時間型質量分析計に適応するように、表面電荷法を用いた数値計算シミュレーションにより設計している。
(2)レーザー励起イオン化の検討では、装置の大きさによる検討から市販のフェムト秒レーザー(パワー密度2×10e14W/cm2)を導入することとした。イオン化の基礎実験のための簡単な飛行時間分析とイオン発生領域が観測できる実験ベンチの設計製作も行った。予備的な実験として気体試料(ヘリウム,アルゴン)についての光イオン化の観測を行った。この実験から1×10e14W/cm2の領域で光の強度に対して発生するイオン量が飽和することが観測できた。この結果から非共鳴多光子吸収イオン化により中性粒子を完全にイオン化することが可能であることが確認できた。今後は固体試料についても検討を行っていく予定である。
(3)1次イオン照射系については市販の収束イオンビーム装置を改造することで検討を進めている。1次イオンのパルス化とレーザー光学系・質量分析部を含めた防振が当面の課題となっている。