飛行時間型質量分析計への画像検出法導入による同位体比測定におけるダイナミックレンジの向上

Introduction of imaging detection into a time-of-flight mass spectrometer to improve the dynamic range in the isotope ratio measurement

片山 淳 ; 古川 勝敏; 渡部 和男

Katayama, Atsushi; Furukawa, Katsutoshi; Watanabe, Kazuo

飛行時間形質量分析計(TOFMS)を用いた元素の同位体比測定におけるダイナミックレンジの拡大を目指し、イオンの画像検出法の導入を検討した。TOFMSのイオン検出器として位置検出型の蛍光板つきマイクロチャンネルプレート(MCP)を使用し、イオンを光としてカメラで計測した。レーザー共鳴イオン化したイオンビームが質量弁別された後、時間依存の電場へ入射させてMCP上に掃引した。CCDカメラで記録した光点群を解析し質量スペクトルを得た。開発した方法をカルシウムの同位体比測定に適用し、5桁以上のダイナミックレンジが得られた。

An imaging ion detection system was introduced to a time-of-flight mass spectrometer (TOFMS) in order to increase dynamic range in the isotope ratio measurements. The new detection system utilizes a position sensitive micro channel plate (MCP) with a phosphor plate and a CCD camera which records light spots on the MCP. Mass discriminated ion beams produced by laser resonance ionization were swept on the surface of MCP by a time-depended electric field located in front of the MCP. The resulting light spots were recorded as images by CCD camera. A mass spectrum was obtained from the images. The present method was applied to the isotope analysis of calcium. A dynamic range of more than 5 orders of magnitude was achieved.