研究課題
エネルギー準位の同位体シフトを利用する同位体選択的共鳴イオン化質量分析に着目し、これを波長可変狭帯域半導体レーザーベースのコンパクトなシステムで実現するため、高分解能分光法で常に問題となるドップラー拡がり効果を簡便に抑制できることが期待されるドップラー速度選択方式共鳴イオン化質量分析法を考案した。レーザー波長をある同位体の吸収波長に合わせたとき、他の同位体ではその同位体シフトに相当する分だけ異なった速度を持つものが共鳴吸収・イオン化される。本手法ではこのことに着目し、その僅かな速度差により同位体を分離・測定するものである。検出器前に可動スリットを設置し、イオンの検出器面での到達位置分布を調べた結果、各同位体が持つそれぞれ特有の速度に対応する位置分布が得られた。また、イオン化初期位置分布の広がりが本方式の同位体選択性を制限するという問題を、静電イオンレンズの適用により改善した。この結果、本方式の同位体選択性(着目同位体に対する検出効率/質量数が1つ異なる同位体に対する検出効率)が16と見積もられ、本方式を採用することで、質量分析器の同位体選択性が1桁向上することがわかった。他の共鳴励起遷移の利用や多段階励起スキームの採用により更なる同位体選択性の向上が見込まれる。本方式と飛行時間型等の他の質量分析系と組み合わせることで、従来より、コンパクトで同位体選択性の高い、質量分析装置が構築可能であると結論付けられる。
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Journal of Nuclear Science and Technology 43(in press)
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