レーザーアブレーション試料導入法によるECRプラズマ極微量元素分析法の研究

激光烧蚀进样法ECR等离子体微量元素分析方法研究

基本信息

批准号：
16760046
负责人：
笹公和
金额：
$ 1.86万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、電子サイクロトロン共鳴(Electron Cyclotron Resonance : ECR)イオン源の高いイオン化効率に着目した極微量元素分析装置を開発することである。ECRイオン源は、その安定性、ビーム強度の強さから加速器用イオン源や多価イオン衝突実験などに幅広く利用されている。ECRプラズマはその高いイオン化効率に特徴があり、分子や微粒子なども完全にイオン化される。本研究では、試料導入方法としてレーザーアブレーション法を採用した。本年度は各種の試料形態について、レーザーアブレーション法による試料導入試験を実施した。レーザー照射システムとECRイオン源との接続部分の開発では、ECRプラズマの位置関係、粒子輸送系についての軌道計算及び閉じ込め磁場の磁場配位を検討し、最適な形状と配置を決定した。開発したレーザーアブレーション試料導入装置をECRイオン源に装着して、Al, Cu, Ta, Fe等の金属試料を用いてECRプラズマの粒子トラップ効果の測定及び抽出粒子のイオン化効率測定を行った。アブレーションに使用するNd-YAGレーザーは、波長λ=1064nmでパルス幅7ns、エネルギー50mJである。レーザー照射強度1.4×10^9W/cm^2によりレーザーアブレーション試験及び抽出粒子のECRプラズマトラップ試験を実施した。また高精度分析電磁石の整備及び生成イオン計数器の開発を行い、生成イオンの質量分析測定を実施した。本研究の応用として、フラーレン(C_<60>)試料をレーザーアブレーション法によりECRプラズマに導入し、フラーレン破砕法による炭素クラスターイオンの生成を実施した。供給マイクロ波のエネルギーを調整して、選択的炭素クラスターイオンの生成に成功した。

这项研究的目的是开发一个非常痕量的分析仪，该分析仪重点介绍了电子回旋共振（ECR）离子源的高电离效率。由于它的稳定性和梁强度的强度，ECR离子源被广泛用于加速器离子源和多电荷离子碰撞实验。 ECR等离子体的特征是它们的高电离效率，分子和细颗粒被完全离子化。在这项研究中，采用激光消融作为样本简介方法。今年，使用激光消融方法为各种样本形式进行了样品引入测试。在激光辐照系统与ECR离子源之间的连接发展中，我们研究了ECR血浆的位置关系，粒子传输系统的轨道计算以及限制磁场的磁场配位，并确定了最佳形状和排列。开发的激光消融样品简介设备安装在ECR离子源上，并测量ECR血浆的颗粒捕获效果，并使用AL，CU，TA，FE等金属样品测量提取颗粒的电离效率。用于消融的ND-YAG激光的波长为λ= 1064 nm，脉冲宽度为7 ns，能量为50 mJ。使用1.4×10^9W/cm^2的激光辐照强度对提取的颗粒进行激光消融测试和ECR血浆陷阱测试。此外，我们开发了高精度分析电磁体，开发了一个产物离子计数器，并进行了质谱测量。作为这项研究的应用，激光消融将富勒烯（C_ <60>）样品引入ECR血浆中，并通过富勒烯破碎产生了碳簇离子。调整了提供的微波炉的能量以成功产生选择性碳簇离子。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

筑波大学における加速器に関わる研究開発

筑波大学加速器相关研究与开发

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
京都大学原子炉実験所 KUR Report (KURRI-KR) 110
影响因子：
0
作者：
笹公和;榮武二
通讯作者：
榮武二

筑波大学における地球科学試料用PIXE分析装置

筑波大学地球科学样本 PIXE 分析仪

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
「第22回PIXE研究会」要旨集(若狭湾エネルギー研究センター)
影响因子：
0
作者：
S.Ono;H.Murakami A.Quema;G.Diwa;N.Sarukura;R.Nagasaka;Y.Ichikawa;H.Ogino;E.Ohshima;A.Yoshikawa;T.Fukuda;Kimikazu Sasa;笹公和;笹公和
通讯作者：
笹公和

Design of laser coupling with a compact 2.45GHz ECR ion source

紧凑型 2.45GHz ECR 离子源激光耦合设计

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Annual Report, Tandem Accelerator Center UTTAC-72
影响因子：
0
作者：
K.Sasa;I.Arai;M.Kurosawa;T.Nakagawa;K.Sasa
通讯作者：
K.Sasa

筑波大学タンデム加速器の現状

筑波大学串联加速器的现状

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
「第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」報告集(九州大学)
影响因子：
0
作者：
S.Ono;H.Murakami A.Quema;G.Diwa;N.Sarukura;R.Nagasaka;Y.Ichikawa;H.Ogino;E.Ohshima;A.Yoshikawa;T.Fukuda;Kimikazu Sasa;笹公和
通讯作者：
笹公和

^<26>Al and ^<36>Cl AMS system at the University of Tsukuba

筑波大学的^<26>Al和^<36>Cl AMS系统

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Abstracts of International Conference on Accelerator Mass Spectrometry, (2005), Berkeley, UCLA.
影响因子：
0
作者：
S.Ono;H.Murakami A.Quema;G.Diwa;N.Sarukura;R.Nagasaka;Y.Ichikawa;H.Ogino;E.Ohshima;A.Yoshikawa;T.Fukuda;Kimikazu Sasa
通讯作者：
Kimikazu Sasa