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論文

Proposal for an in situ measurement of the atmospheric methane concentration using a high-resolution quadrupole mass spectrometer

金子 一彦*; 廣木 成治; 阿部 哲也; 村上 義夫

Vacuum, 47(11), p.1313 - 1316, 1996/00

https://doi.org/10.1016/S0042-207X(96)00203-5
 被引用回数：2 パーセンタイル：16.33(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合研究用に原研で開発された高分解能四極子質量分析計を用いた、大気中のその場メタン濃度測定の可能性を検討した。メタン(CH$$_{4}$$)は近年、いわゆる温室効果ガスとしてその排出抑制策が各国で検討されており、地球規模での観測網が構築されようとしている。大気中のCH$$_{4}$$濃度測定において測定精度を高めるには、屋外でのその場測定が必須であり、簡便で高性能のCH$$_{4}$$分析計が求められている。通常の四極子質量分析計を使ったCH$$_{4}$$濃度測定では、質量15と質量14のピーク強度比から求められるが、質量15にはCH$$_{3+}$$の他に$$^{15}$$N$$^{+}$$がわずかに含まれており、$$^{15}$$N$$^{+}$$がCH$$_{3+}$$と干渉する場合がある。そこで、高分解能四極子質量分析計を用いたCH$$_{3+}$$(15.0001u)と$$^{15}$$N$$^{+}$$(15.0235u)が分離可能であることを実験的に示し、CH$$_{3+}$$と$$^{15}$$N$$^{+}$$のピーク強度比から大気中の極微量のCH$$_{4}$$濃度測定が行える可能性があることを示した。

論文

High-resolution mass spectrometric analysis of gases released from graphite during sequential helium and deuterium glow discharge cleanings

廣木 成治; 長谷川 靖洋*; 金子 一彦*; 阿部 哲也; 村上 義夫

Journal of Nuclear Materials, 224, p.293 - 298, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(95)00074-7
 被引用回数：7 パーセンタイル：59.15(Materials Science, Multidisciplinary)

黒鉛壁の表面清浄化のために行う、重水素とヘリウムの放電洗浄過程において、ヘリウムと重水素ガスの黒鉛壁への吸蔵量および壁からの放出量を高分解能四極子質量分析計で測定した。重水素とヘリウムの放電洗浄過程で多量の重水素が吸蔵、放出されるのに対し、ヘリウムはごく僅かしか放出されなかった。300$$^{circ}$$Cベーキングの状態で重水素とヘリウムの放電を行ったところ、重水素放電中のヘリウムの放出量は、重水素の吸蔵量の約1/70であった。室温で重水素とヘリウムの放電にさらした黒鉛試料の昇温脱離スペクトルを高分解能四極子質量分析計で調べたところ、ヘリウムは150$$^{circ}$$C前後に脱離のピークがあることがわかった。

論文

四極子質量分析計の感度に及ぼす四極子電極端電界の影響

廣木 成治; 金子 一彦*; 阿部 哲也; 村上 義夫

真空, 38(2), p.74 - 79, 1995/00

https://doi.org/10.3131/jvsj.38.74

四極子質量分析計においては、四極子電極の両端に発生する端電界が感度や分解能に影響を及ぼすと考えられる。そこで本実験では、端電界長をxyzマニピュレータを用いて変化させ、四極子質量分析計の感度やピーク波形に与える影響を調べた。実験に利用したイオン種は、He$$^{+}$$、Ar$$^{2+}$$、Ar$$^{+}$$、Xe$$^{2+}$$、Xe$$^{+}$$である。入口側端電界長を増加させていった場合、He$$^{+}$$を除く4種類のイオンはある端電界長の領域で感度が増していった。これに対して出口側端電界長を増やしていくと、5種類のイオンとも感度が単調に減少した。これらの実験結果は、1次近似による端電界を含むイオン起動解析の結果と定性的に一致した。

論文

Applicability of the rf-only mode in a quadrupole mass spectrometer for direct analysis of keV ions

廣木 成治; 金子 一彦*; 村上 義夫

Vacuum, 46(12), p.1445 - 1447, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0042-207X(95)00168-9
 被引用回数：7 パーセンタイル：40.64(Materials Science, Multidisciplinary)

イオンの分離に高周波電圧のみを用いた四極子質量分析計(QMS)が、数keVのイオンの直接分析に適用可能かどうかを実験的に調べた。核融合装置の放電洗浄実験等では、数keV以下のイオンが壁に入射する。このため、放電洗浄機構の解明には数keVのイオンの分析が重要となる。しかしながら、イオンの分析に使われる通常のQMSで直接分析できるイオンのエネルギーは、高々数十eVであり、数keVのイオンの分析には複雑な減速電極が必要とされていた。これに対し本実験に用いたQMSは、マシュー線図の高次の安定領域を利用しており、減速電極は必要ない。このQMSを使って3kVに加速した空気のイオンを分析したところ、酸素(O$$_{2}$$:32amu)のピークの半値幅分解能で約48が得られ、このQMSが数keVのイオンの直接分析に使える可能性があることを示した。

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