超高感度希ガス質量分析装置の製作によるマントル起源流体のレーザー希ガス局所分析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14703001
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 角野 浩史 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (90332593)
• Keywords: 質量分析 / 希ガス同位体 / 同位体地球化学 / イオン化

Research Abstract

本研究の今年度の目標は、既存の希ガス質量分析計(英Micromass社製VG5400)に合わせた、四重極レンズを備えたイオン源を新規に設計・製作することであった。このイオン源には、分析計の体積をなるべく減らし低バックグラウンドを実現するための、単純かつコンパクトな構造と、微調整可能なイオン光学系が要求される。この条件を満たすため、レンズ系は可動部をもたず、安定な高圧電源を用いた電場の調整のみで微調整するよう設計した。この場合電源装置の安定性がイオン源の安定度を決めるため、電源装置はこれまでに実績のある、松定プレシジョン(株)製のHSX-3R-5を選定し購入した。基準電源から2組、全部で8個の四重極に独立に電圧をかける電圧分配回路については、使用する回路部品を慎重に検討しつつ自作した。また四重極レンズの形状・サイズや印可電圧はLu and Carr(1963)を参考にして決定した。さらにイオンの引き出し効率を高める試みとして、Werner(1974)を参考にして、曲面で構成され、独立に電圧を変えることにより電子流の偏向が可能なリペラー板を導入した。また設計に当たっては、既存のイオン光学系に合わせることと、低バックグラウンドを実現するために脱ガスを容易にすることに特に注意を払った。上記の設計を図面に起こして堀口鉄工所に製作を依頼し、既に完成しているが、現在は質量分析計に搭載する前に、金属部品の電解研磨による表面処理と、真空中での加熱脱ガスを行なっている。今後は質量分析計のマシンタイムを見計らい、上記のイオン源を搭載し、イオンビームの調整を行なった上で、同位体比既知の標準試料を用いて検出感度と同位体比測定の安定度などの評価を行なっていく予定である。