ジルコン年代測定のための高感度レーザー質量分析計の試作

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08554017
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 圦本 尚義 東京工業大学, 理学部, 助教授 (80191485)
• 研究分担者: 丸山 茂徳 東京工業大学, 理学部, 教授 (50111737) ; 松本 一哉 オリンパス光学株式会社, 技術開発本部半導体開発係, 係長(研究職) ; 平田 岳史 東京工業大学, 理学部, 助手 (10251612)
• キーワード: レーザーサンプリング / ジルコン / 質量分析計 / レーザー / イオン検出器

研究概要

本研究は、レーザーサンプリング法を用いた超高精度同位体分析法(以下レーザー質量分析法と略記)の実用化を目的として行った。その実現のために、10ミクロン程度にまでビームを絞り込んだレーザーシステムを開発するとともに、感度の向上を目的とした質量分析計の改造(イオン光学系の改造によるイオン透過効率の向上および高感度イオン検出器の開発)を行い、さらにその技術の基盤となるジルコン年代標準試料の選定と検定を行った。
本年度実施した研究は以下の2つである。
1)レーザーサンプリングのためのレーザーシステム開発
本研究の推進にあたっては、ミクロンサイズの微小鉱物試料における局所同位体分析技術が重要となる。本年度は、レーザーを用いて10ミクロンサイズの微小領域アクティブフォーカスからの試料サンプリングが可能なシステムの構築と、より安定したサンプリングを行うための方式(申請者グループが開発したレーザー光焦点方法。Hirata and Nesbitt,1995)を自動化するための高精度試料移動ステージシステムの設計・製作を行った。
2)質量分析法の高感度化
より微小な鉱物試料から高精度の同位体データを得るためには質量分析装置の感度の向上が不可欠である。本年度は、質量分析計のイオン検出感度を向上させる目的で、イオン検出固体撮像素子(AMI)の開発および実用化の基礎研究を行い、撮像素子コントロール回路を完成させた。

研究成果

• [文献書誌] 圦本尚義、松本一哉: "粒子線用二次元固体撮像素子" Bunseki Kagaku. 45. 493-500 (1996)
• [文献書誌] Ohtani,E.,Yurimoto,H.: "Element Pertitioning between Metallic Liquid,Magnesiowustite,and Silicate Liquid at 20GPa and 2500C-A Secondary ion mass-Spectrometric Study" Geophy.Res.Lett. 23. 1993-1996 (1996)
• [文献書誌] Yarimoto,H.and Kuramoto,K.: "Cosmochemical fractionation by bipolar outflow" Proc.29th ISAS Lunar Planet Symp.29. 148-149 (1996)
• [文献書誌] Ohtani,E.,Suzuki,A.,Kato,T.,Yurimoto,H.: "Floatation of Diamond in magmas at high pressure and its implications for diamond genesis and fractionation in the deep mantle" Advanced Materials 96′,Proceedings of the 3rd NIRIM International symposium on Advances Materials. 345-350 (1996)