micro-PIXE分析と併用可能なイオンビーム誘起発光分析システムの開発

Development of an ion-beam-induced luminescence analysis system combined with micro-PIXE analysis

加田 渉; 横山 彰人; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; 神谷 富裕

Kada, Wataru; Yokoyama, Akihito; Koka, Masashi; Sato, Takahiro; Kamiya, Tomihiro

イオンビーム照射時に試料該当箇所に存在する原子・分子の化学形態の分析を目的として、マイクロPIXEと併用できるイオンマイクロビーム誘起発光(マイクロIBIL)分析システムの開発を進めた。IBIL分析法は、最外殻電子から発生する光を計測する分析手法である。本研究では、高崎量子応用研究所TIARAに設置されたシングルエンド加速器マイクロビームラインに、光子計測装置及びモノクロメータ,分光器を導入し、IBIL分析システムのプロトタイプを開発した。同システムでは、モノクロメーターを導入することで、特定波長に限定してIBILの強度分布を取得可能とした。また、光電子増倍管を電子冷却することで、内部雑音を10cps以下に低減し試料からの微弱光子信号の結像を可能にした。大気中微粒子試料中のSiOに起因するIBILを、他波長の光と分離して計測することで、従来のマイクロPIXE分析では計測されなかった試料の化学形態に関する情報の取得が可能であることを示した。

An Ion micro-Beam Induced Luminescence (micro-IBIL) and micro-PIXE combined system for chemical-state analysis was newly developed on a micro-beam facility of single-ended accelerator at JAEA Takasaki TIARA. The photons caused by an ion impact have much information about the chemical state of the target in its wavelength. Therefore the proposed micro-IBIL system had developed by using a monochromator and a photon-counting system to observe photon intensity at specific wavelength range. A photomultiplier in the photon-counting system was cooled by a peltier device to reduce the background noises down to 10 cps. Quite weak photon signals were able to be observed by the proposed system. 3-MeV proton irradiation experiments were performed to obtain micro-IBIL photons from the target. IBIL photon signals from the silicon dioxide in target aerosol particles had been successfully measured by the proposed micro-IBIL System.