Some methods of making titanium vacuum chamber act as getter pump for UHV/XHV

神谷 潤一郎; 高野 一弘; 油座 大夢*; 和田 薫

Proceedings of 12th International Particle Accelerator Conference (IPAC 21) (Internet), p.3471 - 3474, 2021/08

https://doi.org/10.18429/JACoW-IPAC2021-WEPAB337

J-PARC加速器ではチタン材を低放射化性能を持つ超高真空材料という理由からビームライン真空ダクトの材料として用いている。チタンは気体分子を吸着するゲッター材であるが、通常表面が酸化膜に覆われておりゲッター機能は持っていない。この酸化膜を除去することで、ビームパイプ自身を真空ポンプとして活用できる可能性がある。これによりビームラインが連続的な真空ポンプとなり超高真空を安定的に維持することができ、加速器真空システムのさらなる高度化に帰することとなる。実験によりアルゴンスパッタリングによって表面チタン酸化膜を除去することができ、10Pa台の超高真空を達成することができた。さらに加速器にインストールするために避けては通れない大気暴露による性能劣化を防ぐために、スパッタしたチタン表面に低温ゲッター材をコーティングを実施することを発案した。スパッタおよびコーティングを施した試験機について、10回以上の大気暴露を繰り返しても、ゲッター性能が維持できることを実証した。本発表では、チタン製真空容器をゲッターポンプとして用いる手法とその実測結果について報告を行う。

真空排気方法

神谷 潤一郎

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特願 2022-186285  公開特許公報  特許公報

【課題】コーティング層の剥離が発生しにくいコーティング方法を得る。 【解決手段】この真空部品1においては、ARが導入されて前記のように電極20が正電位とされた場合(第1の状態)には、真空容器(部材)10内の実線矢印で示されるように、DC放電によって生成されたAR(正)イオンが負側となる真空容器10の内面10Aに衝突する(第1の工程)。このイオン衝撃によって、TI酸化物層をスパッタエッチし、除去することができる。この場合におけるTI酸化物層のエッチング深さは、スパッタリング時間(DC放電時間)、スパッタリング電流等によって調整することができる。TI酸化物層が除去された後で、ARが導入されて前記のように電極面20Aが負電位とされた場合(第3の状態)には、前記とは逆に、AR(正)イオンは負側となる電極面20Aに衝突する(第2の工程)。