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本研究の目的は、K-Ar年代測定のために必要な精密なAr同位体比測定が可能で、かつ製作費も相対的に廉価な小型質量分析計の開発である。この目的を達成するため、Ar同位体比測定に対して精度・安定性の優れた偏向磁場方式α質量分析計として設計した。また小型であることを条件としたので半径6cm、180°の分析箱を用い、静作動で分析できるように材質も選んだ。イオン光学系の微調整が可能なように、イオン源部及びイオン・コレクター部のそれぞれに移動機構を採用した。質量分析計自体は約300°Cの焼きだしが可能なようにして、ターボ分子ポンプと油回転ポンプの組み合わせで10^<-9>Tonの真空度が得られるようにした。
本体及び焼きだし装置を含めた部分の床面積は、57cm×70cmであり、この他に41cm×63cmの床面積を占める制御系(電源等)を必要とする。得られた質量分析計のピークは完全なフラット・トップをもち、1%volleyで約70の分解能をもつ。これらの点に関する限り、Ar同位体比測定のためには十分に良好なピークと言える。当初4×10^<-5>A/Ton程度しか得られなかったイオン源感度も、イオン源の構造の一部手直しによって約2×10^<-4>A/Ton程度までにはあげることができた。通常のK-Ar年代測定のためには、この感度でファラデー・ケージのみを用いた場合でも使用可能であるが、100万年より若い火山岩試料などに対しては不十分である。そのため、ファラデー・ケージと二次電子増倍管を同時にくみこんだイオン・コレクターを設計・開発し、古い年代から新しい年代までの試料に対応できるよう試みた。このイオン・コレクターを用いての性能については、現在検討中である。イオン源部及びイオン.コレクター部の移動機構は微調整に対しては有効に作用したが、それだけでは上記のイオン源としての見かけの感度を大巾に改善することはできなかった。
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