JP2635772B2 - Gas treatment equipment - Google Patents

Gas treatment equipment

Info

Publication number
JP2635772B2
JP2635772B2 JP17756789A JP17756789A JP2635772B2 JP 2635772 B2 JP2635772 B2 JP 2635772B2 JP 17756789 A JP17756789 A JP 17756789A JP 17756789 A JP17756789 A JP 17756789A JP 2635772 B2 JP2635772 B2 JP 2635772B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
electrode
power supply
discharge
ion implantation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17756789A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0342598A (en
Inventor
喜広 小林
英治 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17756789A priority Critical patent/JP2635772B2/en
Publication of JPH0342598A publication Critical patent/JPH0342598A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2635772B2 publication Critical patent/JP2635772B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は例えば放射性ガスをイオン化してそのガスイ
オンを金属組織中に注入するイオン注入法を用いたガス
処理装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a gas processing apparatus using an ion implantation method in which, for example, a radioactive gas is ionized and the gas ions are injected into a metal structure. It is.

(従来の技術) 使用済核燃料からウランとプルトニウムを回収する核
燃料再処理工場では、燃料のせん断工程および溶解工程
などで放射性ガスが発生する。このうち、最も問題とな
る可能性のある放射性ガスはクリプトン85(以下Kr−85
と略称する)であり、このKr−85は半減期が10.7年と非
常に長いため、長期間安全に貯蔵する必要がある。
(Prior Art) In a nuclear fuel reprocessing plant that recovers uranium and plutonium from spent nuclear fuel, radioactive gas is generated during a fuel shearing process, a melting process, and the like. Among them, the most problematic radioactive gas is krypton 85 (hereinafter Kr-85).
Since Kr-85 has a very long half-life of 10.7 years, it must be stored safely for a long period of time.

Kr−85のような放射性ガスを安全に貯蔵する方法とし
ては、例えば高圧ボンベ貯蔵法、ゼオライト吸着法、イ
オン注入法などが現在までに開発されている。
As a method for safely storing a radioactive gas such as Kr-85, for example, a high-pressure cylinder storage method, a zeolite adsorption method, an ion implantation method, and the like have been developed so far.

高圧ボンベ貯蔵法は放射性ガスをボンベなどの貯蔵容
器に封入して永久保存する方法であるが、定期的に貯蔵
容器の耐圧試験を行なうことが法令で義務づけられてい
る。このため、耐圧試験の度に貯蔵ガスを移し替える必
要があり、ガスの移し替えに繁雑な作業が要求されるな
どの問題がある。
The high-pressure cylinder storage method is a method in which a radioactive gas is sealed in a storage container such as a cylinder for permanent storage, and it is required by law to periodically perform a pressure test of the storage container. For this reason, it is necessary to transfer the stored gas every time the pressure test is performed, and there is a problem that a complicated operation is required for the gas transfer.

また、ゼオライトに放射性ガスを吸着させるゼオライ
ト吸着法は高温、高圧下で放射性ガスを処理しなければ
ならないため、実用化するまでには改善すべき数多くの
問題がある。
In addition, the zeolite adsorption method of adsorbing radioactive gas on zeolite requires treating the radioactive gas under high temperature and high pressure, and therefore has many problems to be improved before practical use.

これに対して、イオン注入法は常温、低圧下で放射性
ガスを処理できるばかりでなく、経済性や安定性の面で
も他の方法に比べて優れた方法として注目されている。
以下、このイオン注入法を用いて放射性ガスを処理する
ガス処理装置について第4図ないし第6図を参照して説
明する。
On the other hand, the ion implantation method is not only capable of treating a radioactive gas at normal temperature and under a low pressure, but also attracts attention as a method superior to other methods in terms of economy and stability.
Hereinafter, a gas processing apparatus for processing a radioactive gas using this ion implantation method will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

第4図はガス処理装置の基本的構成を示したもので、
このガス処理装置は被処理ガスである放射性ガスを処理
するための密閉容器1を有している。この密閉容器1は
円筒状のイオン注入電極2と、このイオン注入電極2の
上下端部に絶縁リング3a,3bを介して接続された陽極蓋
4および陽極底5から形成され、陽極蓋4には吸気管お
よび排気管7が接続されている。
FIG. 4 shows a basic configuration of the gas processing apparatus.
This gas processing apparatus has a sealed container 1 for processing a radioactive gas which is a gas to be processed. The sealed container 1 is formed of a cylindrical ion implantation electrode 2 and an anode lid 4 and an anode bottom 5 connected to upper and lower ends of the ion implantation electrode 2 via insulating rings 3a and 3b. Is connected to an intake pipe and an exhaust pipe 7.

上記吸気管6には図示しないガス供給タンクが接続さ
れており、この供給タンクから放射性ガスが吸気管6を
通って密閉容器1内に導入されるようになっている。ま
た、排気管7には図示しない排気ポンプが接続されてお
り、この排気ポンプの吸引力により密閉容器1内を排気
するようになっている。
A gas supply tank (not shown) is connected to the intake pipe 6, and radioactive gas is introduced from the supply tank into the closed container 1 through the intake pipe 6. An exhaust pump (not shown) is connected to the exhaust pipe 7, and the inside of the sealed container 1 is exhausted by the suction force of the exhaust pump.

一方、密閉容器1内には円筒状のスパッタ電極8がイ
オン注入電極2と対向して配置されている。このスパッ
タ電極8は絶縁材からなるハーメチックシール9を介し
て陽極蓋4に支持されており、スパッタ電源10から負の
高電圧が印加されるようになっている。そして、前記イ
オン注入電極2はイオン注入電源11に接続されており、
このイオン注入電源11から負の電圧が印加されるように
なっている。
On the other hand, a cylindrical sputter electrode 8 is arranged in the closed vessel 1 so as to face the ion implantation electrode 2. The sputter electrode 8 is supported on the anode lid 4 via a hermetic seal 9 made of an insulating material, and a negative high voltage is applied from a sputter power supply 10. The ion implantation electrode 2 is connected to an ion implantation power supply 11,
A negative voltage is applied from the ion implantation power supply 11.

このように構成されるガス処理装置は、密閉容器1内
のガス圧力とイオン注入電極2およびスパッタ電極8に
印加される電圧が適当な条件を満たす場合(例えばガス
圧力を10-1〜10-3Torrに維持した状態でイオン注入電極
2に−1kV以下の電圧を、またスパッタ電極8に−1kV以
上の高電圧をそれぞれ連続的に印加した場合)、密閉容
器1内にグロー放電が発生し、このグロー放電によって
放射性ガスが電離する。そして、電離した放射性ガスは
第5図に示すようにガスイオン12となり、スパッタ電極
8のほうに電界加速される。
In the gas processing apparatus configured as described above, when the gas pressure in the closed vessel 1 and the voltage applied to the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode 8 satisfy appropriate conditions (for example, when the gas pressure is 10 −1 to 10 −). When a voltage of -1 kV or less is continuously applied to the ion implantation electrode 2 and a high voltage of -1 kV or more is continuously applied to the sputter electrode 8 while maintaining the pressure at 3 Torr, a glow discharge occurs in the closed vessel 1. The radioactive gas is ionized by the glow discharge. Then, the ionized radioactive gas becomes gas ions 12 as shown in FIG. 5, and the electric field is accelerated toward the sputtering electrode 8.

このようにして電界加速されたガスイオン12はスパッ
タ電極8の表面に衝突し、スパッタ電極8とスパッタリ
ングを起こす。このとき、スパッタ電極8からはガスイ
オン12とのスパッタリングによりスパッタ金属13が発生
する。このスパッタ金属13は第5図に示すようにイオン
注入電極2の内面に付着し、金属累積層14を形成する。
また、これと同時に一部のガスイオン12は第6図に示す
ようにイオン注入電極2ほうへ電界加速され、イオン注
入電極2の内面に形成された金属累積層14に注入され
る。従って、このような処理操作を繰り返すことによ
り、密閉容器1内でイオン化された放射性ガスは最終的
にはイオン注入電極2の内面に形成された金属累積層14
に注入され固定化される。
The gas ions 12 thus accelerated by the electric field collide with the surface of the sputter electrode 8 and cause sputtering with the sputter electrode 8. At this time, a sputter metal 13 is generated from the sputter electrode 8 by sputtering with the gas ions 12. This sputtered metal 13 adheres to the inner surface of the ion implantation electrode 2 as shown in FIG.
At the same time, a part of the gas ions 12 are accelerated by the electric field toward the ion implantation electrode 2 as shown in FIG. 6, and are implanted into the metal accumulation layer 14 formed on the inner surface of the ion implantation electrode 2. Therefore, by repeating such a processing operation, the radioactive gas ionized in the closed vessel 1 finally becomes the metal accumulation layer 14 formed on the inner surface of the ion implantation electrode 2.
And immobilized.

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような放射性ガスの注入固定化処理を
安定に連続して行なうためには、密閉容器1内の放電状
態をグロー放電状態に維持する必要がある。ここで、気
体の放電はガスの種類、ガス圧力(P)、電極間距離
(d)および電極に印加する電圧(Vs)によって決定さ
れる。従って、電極間距離が一定である放電装置におい
て放電状態をグロー放電状態に維持するには、前述した
如く密閉容器1内のガス圧力(P)とイオン注入電極2
およびスパッタ電極8に印加される電源電圧(Vs)を予
め設定された条件に維持しなければならない。
(Problems to be Solved by the Invention) Incidentally, in order to stably and continuously perform such a process of injecting and fixing a radioactive gas, it is necessary to maintain a discharge state in the sealed container 1 in a glow discharge state. Here, the gas discharge is determined by the type of gas, gas pressure (P), distance between electrodes (d), and voltage (Vs) applied to the electrodes. Therefore, in order to maintain the discharge state in the glow discharge state in the discharge device in which the distance between the electrodes is constant, as described above, the gas pressure (P) in the closed vessel 1 and the ion implantation electrode 2
In addition, the power supply voltage (Vs) applied to the sputter electrode 8 must be maintained at a preset condition.

しかしながら、例えば第7図に示すように、(a)ス
パッタ電極8から不純物ガスや蒸気が噴出した場合、
(b)スパッタ電極8及びイオン注入電極2の表面に突
起がある場合、(c)ガス圧力制御系への外乱の影響に
より密閉容器1内のガス圧が変動した場合には放電状態
がグロー放電からアーク放電に変化する。
However, for example, as shown in FIG. 7, (a) when an impurity gas or vapor is ejected from the sputter electrode 8,
(B) When there are projections on the surfaces of the sputter electrode 8 and the ion implantation electrode 2, (c) When the gas pressure in the closed vessel 1 fluctuates due to the influence of disturbance on the gas pressure control system, the discharge state is glow discharge To arc discharge.

このようにガス処理運転中にアーク放電が発生する
と、第8図に示すようにイオン注入電極2及びスパッタ
電極8に短絡的な大電流が流れ、ガスの注入固定化処理
ができなくなる。このため、被処理ガスの圧力(P)が
上昇し、第9図に示すようにPd値が大きくなってさらに
アーク放電しやすい状態となってしまう。この状態が続
くと電極の溶融破損や電源の過負荷破損につながり、安
全上好ましくないなどの問題があった。
If an arc discharge occurs during the gas treatment operation, a large short-circuit current flows through the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode 8 as shown in FIG. 8, so that the gas implantation fixation processing cannot be performed. For this reason, the pressure (P) of the gas to be treated increases, and the Pd value increases as shown in FIG. If this state continues, it may lead to melting damage of the electrodes and overload damage of the power supply, which is not preferable in terms of safety.

また、このような事態に備えて常時運転員が放電状態
を監視しなければならず、労力の負担が大きかった。
In addition, in order to prepare for such a situation, the operator must constantly monitor the discharge state, and the burden of labor is large.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、
ガス処理運転中にアーク放電が発生したことを迅速かつ
適確に検知して放電状態をグロー放電状態に自動的に戻
すことができ、ガスの注入固定化処理を安定に連続して
行なうことのできるガス処理装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of such problems,
It is possible to quickly and accurately detect the occurrence of arc discharge during the gas processing operation and automatically return the discharge state to the glow discharge state, making it possible to stably and continuously perform the gas injection fixing process. It is an object of the present invention to provide a gas processing apparatus that can perform the above-described processing.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、被処理ガスが導
入される密閉容器内にイオン注入電極とスパッタ電極を
対向させて配置し、これら両電極に電源電圧を印加させ
てグロー放電を発生させ、このグロー放電によって発生
したガスイオンを電界加速して前記スパッタ電極の表面
に衝突させ、そのときに生ずるスパッタ金属により前記
イオン注入電極の表面に金属累積層を形成すると共に前
記ガスイオンを前記イオン注入電極の表面に形成された
金属累積層中に注入・固定化するガス処理装置におい
て、前記密閉容器内のガス圧力及びまたは前記両電極に
流れる放電電流から放電状態を検知してアーク放電が発
生した場合に前記被処理ガスの導入を停止すると共に前
記両電極に印加される電源電圧を遮断し、電源電圧遮断
後に前記密閉容器内のガス圧力が所定圧力まで低下した
とき前記両電極に再び電源電圧を印加してグロー放電に
戻すと共に前記被処理ガスの導入を開始する制御手段を
具備したものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention disposes an ion implantation electrode and a sputter electrode in a closed vessel into which a gas to be treated is introduced, facing each other. A power supply voltage is applied to both electrodes to generate a glow discharge, and gas ions generated by the glow discharge are accelerated by an electric field to collide with the surface of the sputter electrode. A gas treatment apparatus for forming a metal accumulation layer on the surface and injecting and immobilizing the gas ions into the metal accumulation layer formed on the surface of the ion implantation electrode, wherein the gas pressure in the closed vessel and / or the two electrodes When the discharge state is detected from the flowing discharge current and the arc discharge occurs, the introduction of the gas to be treated is stopped and the power supply voltage applied to the two electrodes is reduced. When the gas pressure in the closed vessel decreases to a predetermined pressure after shutting off the power supply voltage, a control means for applying a power supply voltage again to the two electrodes to return to glow discharge and start introducing the gas to be treated is provided. It is provided.

(作 用) 本発明では、グロー放電によるガス処理運転中にアー
ク放電が発生しても自動的にアーク放電を打ち消し、正
常なグロー放電に回復させることができるため、運転員
が放電状態を常時監視する必要がなく、運転員の負担を
軽減できると共にアーク放電による装置の破損を防止で
きる。また、電源電圧遮断後に被処理ガスのガス圧力が
所定圧力まで低下すると、イオン注入電極及びスパッタ
電極に電源電圧が印加されると共に被処理ガスの導入が
開始されるので、ガス処理装置全体を停止することなく
放電状態をグロー放電に自動的に戻すことができ、ガス
の注入固定化処理を連続して安定に行なうことができ
る。
(Operation) In the present invention, even if an arc discharge occurs during the gas processing operation by the glow discharge, the arc discharge can be automatically canceled and restored to the normal glow discharge. There is no need to monitor, and the burden on the operator can be reduced, and damage to the device due to arc discharge can be prevented. Further, when the gas pressure of the gas to be processed drops to a predetermined pressure after the power supply voltage is cut off, the power supply voltage is applied to the ion implantation electrode and the sputtering electrode and the introduction of the gas to be processed is started. The discharge state can be automatically returned to the glow discharge without performing, and the injection and fixation of the gas can be continuously and stably performed.

(実施例) 以下、第1図ないし第3図を参照して本発明の一実施
例を説明する。なお、第4図に示したものと同一部分に
は同一符号を付し、その部分の説明は省略する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. The same parts as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description of those parts will be omitted.

第1図は本発明によるガス処理装置のシステム構成を
示したもので、ガス供給タンク15に貯蔵された被処理ガ
ス(放射性ガス)を密閉容器1内に導入する吸気管6に
は自動導入弁16が、また排気ポンプ18の吸引力により密
閉容器1内を排気する排気管7には自動排気弁17がそれ
ぞれ設けられている。これらの自動導入弁16および自動
排気弁17はコントローラ24からの指令により開閉し、ア
ーク放電が発生した場合には自動導入弁16が“閉”、自
動排気弁17が“開”となり、さらに排気ポンプ18が起動
するようになっている。そして、コントローラ24には圧
力検出器19と放電電流モニタ回路20,21から信号が入力
され、これらの圧力検出器19及び放電電流モニタ回路2
0,21からの信号により放電状態を検知するようになって
いる。
FIG. 1 shows a system configuration of a gas processing apparatus according to the present invention. An automatic introduction valve is provided in an intake pipe 6 for introducing a gas to be treated (radioactive gas) stored in a gas supply tank 15 into a closed container 1. Automatic exhaust valves 17 are provided in the exhaust pipe 7 for exhausting the inside of the sealed container 1 by the suction force of the exhaust pump 18 and the suction force of the exhaust pump 18, respectively. The automatic introduction valve 16 and the automatic exhaust valve 17 are opened and closed according to a command from the controller 24. When an arc discharge occurs, the automatic introduction valve 16 is closed and the automatic exhaust valve 17 is opened, and further exhaust is performed. The pump 18 is started. Signals are input to the controller 24 from the pressure detector 19 and the discharge current monitoring circuits 20 and 21.
The discharge state is detected based on signals from 0 and 21.

上記圧力検出器19は密閉容器1内のガス圧力を検出す
るもので、自動導入弁16の下流側に設けられている。ま
た、放電電流モニタ回路20,21はイオン注入電極2とイ
オン注入電源11間およびスパッタ電極8とスパッタ電源
10間を流れる放電電流の電流値を検出するもので、これ
ら放電電流モニタ回路20,21とイオン注入電源11及びス
パッタ電源10との間には電源遮断回路22,23が設けられ
ている。これらの電源遮断回路22,23はコントローラ24
からの指令によりオンオフし、アーク放電が発生した場
合にはイオン注入電源11及びスパッタ電源10からイオン
注入電極2及びスパッタ電極8に印加される電源電圧を
遮断するようになっている。
The pressure detector 19 detects the gas pressure in the closed vessel 1 and is provided downstream of the automatic introduction valve 16. The discharge current monitoring circuits 20 and 21 are provided between the ion implantation electrode 2 and the ion implantation power supply 11 and between the sputter electrode 8 and the sputtering power supply.
The power supply cutoff circuits 22 and 23 are provided between the discharge current monitoring circuits 20 and 21 and the ion implantation power supply 11 and the sputtering power supply 10 for detecting the value of the discharge current flowing between the power supply circuits 10 and 10. These power cutoff circuits 22 and 23 are connected to the controller 24
When an arc discharge occurs, the power supply voltage applied to the ion implantation electrode 2 and the sputtering electrode 8 from the ion implantation power supply 11 and the sputtering power supply 10 is cut off.

なお、前記排気ポンプ18の排気側にはガス供給タンク
15と戻し弁25およびガス戻し管26を介して接続された排
ガス滞留タンク27が設けられている。また、放電電流モ
ニタ回路20,21とイオン注入電極2及びスパッタ電極8
との間にはそれぞれ保護抵抗28が設けられている。
A gas supply tank is provided on the exhaust side of the exhaust pump 18.
An exhaust gas retention tank 27 is provided, which is connected to the exhaust valve 15 via a return valve 25 and a gas return pipe 26. Further, the discharge current monitoring circuits 20 and 21 and the ion implantation electrode 2 and the sputtering electrode 8
Are provided with protection resistors 28, respectively.

このような構成において、アーク放電が発生した場合
の動作を第2図および第3図を参照して説明する。
The operation when an arc discharge occurs in such a configuration will be described with reference to FIG. 2 and FIG.

第2図はアーク放電発生時の動作フローを示したもの
で、通常のガス処理運転(ステップ31)では、例えば密
閉容器1内のガス圧力を0.1Torr程度に調整し、イオン
注入電極2に−150V以上の電圧を、スパッタ電極8に−
1.5kV以上の電圧を印加してグロー放電を発生させ、こ
の状態を維持しながらガスの注入固定化処理を行なう。
このとき、自動排気弁17は閉状態となっており、また自
動導入弁16はコントローラ24により開度調整され、ガス
が密閉容器1内に導入されている。
FIG. 2 shows an operation flow when an arc discharge is generated. In a normal gas processing operation (step 31), for example, the gas pressure in the sealed container 1 is adjusted to about 0.1 Torr, and Apply a voltage of 150 V or more to the sputter electrode 8-
A glow discharge is generated by applying a voltage of 1.5 kV or more, and the gas is injected and fixed while maintaining this state.
At this time, the automatic exhaust valve 17 is in the closed state, the opening of the automatic introduction valve 16 is adjusted by the controller 24, and the gas is introduced into the closed container 1.

このようなグロー放電によるガス処理運転中にアーク
放電が発生すると(ステップ32)、ガスの注入処理が行
なわれなくなる。これにより密閉容器1内のガス圧力が
上昇すると共に放電電流が急増し(ステップ33)、この
ときガス圧力の上昇は圧力検出器19で、また放電電流の
急増は放電電流モニタ回路20,21でそれぞれ検出され
る。そして、アーク放電により密閉容器1内のガス圧力
が上昇するとともに放電電流が急増すると、コントロー
ラ24では例えば電源電圧と保護抵抗28で決まる短絡電流
に近い電流がある時間継続して流れる場合にアーク放電
と判定する(ステップ34)。
If an arc discharge occurs during the gas processing operation by such a glow discharge (step 32), the gas injection processing is not performed. As a result, the gas pressure in the sealed container 1 increases and the discharge current sharply increases (step 33). At this time, the increase in the gas pressure is detected by the pressure detector 19, and the rapid increase in the discharge current is detected by the discharge current monitor circuits 20 and 21. Each is detected. When the gas pressure in the sealed container 1 rises due to the arc discharge and the discharge current sharply increases, the controller 24 causes the arc discharge to occur, for example, when a current close to a short-circuit current determined by the power supply voltage and the protection resistor 28 continues for a certain time. Is determined (step 34).

このようにしてコントローラ24でアーク放電が検出さ
れると、まず自動導入弁16が“閉”となり、ガスの導入
が停止される(ステップ35)。また、これと同時に電源
遮断回路22,23がオフとなり、イオン注入電源11及びス
パッタ電源10からイオン注入電極2及びスパッタ電極8
に印加される電源電圧が遮断される(ステップ36)。そ
して、これと同時に自動排気弁17が“開”となり、さら
に排気ポンプ18が起動される(ステップ37)。これによ
り密閉容器1内のガス圧力がアーク放電しやすい状態か
らグロー放電しやすい状態に低下する。また、密閉容器
1内のガスは排気管7を通って排ガス滞留タンク27に貯
蔵される。
When the arc discharge is detected by the controller 24 in this way, first, the automatic introduction valve 16 is closed, and the introduction of gas is stopped (step 35). At the same time, the power supply cutoff circuits 22 and 23 are turned off, and the ion implantation power supply 11 and the sputtering power supply 10
The power supply voltage applied to is shut off (step 36). At the same time, the automatic exhaust valve 17 is opened, and the exhaust pump 18 is started (step 37). As a result, the gas pressure in the sealed container 1 is reduced from a state in which arc discharge is easily performed to a state in which glow discharge is easily performed. The gas in the sealed container 1 is stored in the exhaust gas retention tank 27 through the exhaust pipe 7.

一方、密閉容器1内のガス圧力が所定のグロー放電圧
力まで低下すると、コントローラ24はこれを圧力検出器
19からの信号により検知する(ステップ38)。ここで、
密閉容器1内のガス圧力がグロー放電を発生させる所定
圧力まで低下した場合には、まずコントローラ24からの
指令により電源遮断回路22,23がオンとなり、イオン注
入電極2及びスパッタ電極8に所定の電源電圧が再び印
加される(ステップ39)。また、これと同時にコントロ
ーラ24からの指令により自動排気弁17が“閉”となり、
さらに排気ポンプ18が停止する(ステップ40)。
On the other hand, when the gas pressure in the sealed container 1 decreases to a predetermined glow discharge pressure, the controller 24 detects this by a pressure detector.
It is detected by the signal from 19 (step 38). here,
When the gas pressure in the sealed container 1 has decreased to a predetermined pressure at which glow discharge is generated, first, the power supply shutoff circuits 22 and 23 are turned on by a command from the controller 24, and a predetermined voltage is applied to the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode 8. The power supply voltage is applied again (step 39). At the same time, the automatic exhaust valve 17 is closed by a command from the controller 24,
Further, the exhaust pump 18 stops (step 40).

一方、密閉容器1内のガス圧力が所定圧力より高い場
合にはステップ37に戻り、排気ポンプ18により密閉容器
1内の排気が継続して行なわれる。また、ステップ40で
排気ポンプ18が停止すると、コントローラ24はイオン注
入電極2及びスパッタ電極8とイオン注入電源11及びス
パッタ電源10間に流れる放電電流の電流値を放電電流モ
ニタ回路20,21からの信号により検知し、放電状態がグ
ロー放電であるかどうかを確認する(ステップ41)。こ
こで、グロー放電であると確認された場合には自動導入
弁16が“開”となり、ガスの導入が開始され(ステップ
42)、グロー放電によるガス処理運転が再開される(ス
テップ43)。
On the other hand, if the gas pressure in the closed vessel 1 is higher than the predetermined pressure, the process returns to step 37, and the exhaust pump 18 continues to exhaust the gas in the closed vessel 1. Further, when the exhaust pump 18 is stopped in step 40, the controller 24 measures the current value of the discharge current flowing between the ion implantation electrode 2 and the sputtering electrode 8 and the ion implantation power supply 11 and the sputtering power supply 10 from the discharge current monitoring circuits 20 and 21. It is detected by a signal, and it is confirmed whether or not the discharge state is glow discharge (step 41). Here, if glow discharge is confirmed, the automatic introduction valve 16 is opened, and gas introduction is started (step
42), the gas processing operation by glow discharge is restarted (step 43).

また、ステップ41でグロー放電でないと確認された場
合にはイオン注入電極2及びスパッタ電極8に印加され
る電源電圧が遮断され(ステップ44)、装置の点検等が
行なわれる(ステップ45)。
If it is determined in step 41 that the discharge is not a glow discharge, the power supply voltage applied to the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode 8 is cut off (step 44), and the device is inspected (step 45).

第3図はグロー放電発生時における放電電流とガス圧
力の変化を示したもので、同図に示すようにアーク放電
の発生により放電電流が急増すると、電源の遮断により
イオン注入電極2とスパッタ電極8に印加される電圧が
ゼロとなる。また、これと同時に自動導入弁16が閉、自
動排気弁17が開となり、さらに排気ポンプ18が起動され
る。これにより密閉容器1内の圧力は徐々に低下し、密
閉容器1内の圧力が所定のグロー放電圧力まで低下する
と自動排気弁17が閉、自動導入弁16が開となり、さらに
排気ポンプ18が停止する。そして、これと同時にイオン
注入電源11及びスパッタ電源10からイオン注入電極2及
びスパッタ電極8に再び電源電圧が印加され、グロー放
電によるガス処理運転が再開される。
FIG. 3 shows changes in the discharge current and gas pressure when a glow discharge occurs. As shown in FIG. 3, when the discharge current suddenly increases due to the occurrence of arc discharge, the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode The voltage applied to 8 becomes zero. At the same time, the automatic introduction valve 16 is closed, the automatic exhaust valve 17 is opened, and the exhaust pump 18 is started. As a result, the pressure in the closed vessel 1 gradually decreases, and when the pressure in the closed vessel 1 decreases to a predetermined glow discharge pressure, the automatic exhaust valve 17 closes, the automatic introduction valve 16 opens, and the exhaust pump 18 stops. I do. At the same time, a power supply voltage is again applied to the ion implantation electrode 2 and the sputtering electrode 8 from the ion implantation power supply 11 and the sputtering power supply 10, and the gas processing operation by glow discharge is restarted.

このように本実施例においては、ガス処理運転中にア
ーク放電が発生するとイオン注入電極2及びスパッタ電
極8に印加される電源電圧が遮断されると共にガスの導
入が停止されるので、運転員が放電状態を常時監視する
必要がなく、運転員の負担を軽減できると共にアーク放
電による電極の溶融破損や電源の過負荷破損を未然に防
止することができる。また、電源電圧遮断後にガス圧力
が所定圧力まで低下した場合にはイオン注入電極2及び
スパッタ電極8に再び電源電圧が印加されると共に密閉
容器1内に再び被処理ガスが導入されるので、放電状態
をグロー放電に自動的に戻すことができ、放射性ガスの
注入固定処理を連続して安定に行なうことができる。
As described above, in the present embodiment, when an arc discharge occurs during the gas processing operation, the power supply voltage applied to the ion implantation electrode 2 and the sputter electrode 8 is cut off and the gas introduction is stopped. It is not necessary to constantly monitor the discharge state, so that the burden on the operator can be reduced and the melting and damage of the electrodes and the overload of the power supply due to the arc discharge can be prevented. Further, when the gas pressure drops to a predetermined pressure after the power supply voltage is cut off, the power supply voltage is applied again to the ion implantation electrode 2 and the sputtering electrode 8 and the gas to be treated is introduced again into the sealed container 1, so that the discharge is performed. The state can be automatically returned to the glow discharge, and the injection and fixing of the radioactive gas can be continuously and stably performed.

なお、上記実施例では陽極蓋4からアースをとった
が、相対的に3つの電極(イオン注入電極2、陽極蓋
4、スパッタ電極8)の電位差が前述した電位差になっ
ていればどこからアースをとってもよい。また、上記実
施例では放電電流の急増とガス圧力の上昇の両方を検知
してアーク放電が発生したかどうかを判定するようにし
たが、いずれか一方のみを検知してアーク放電の発生を
判定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the ground is taken from the anode lid 4. However, if the potential difference between the three electrodes (the ion implantation electrode 2, the anode lid 4, and the sputter electrode 8) is the above-mentioned potential difference, the earth is taken from any place. You may take it. Further, in the above embodiment, it is determined whether or not arc discharge has occurred by detecting both a sudden increase in discharge current and a rise in gas pressure. However, only one of them is detected to determine the occurrence of arc discharge. You may make it.

[発明の効果] 以上説明したように本発明は、被処理ガスが導入され
る密閉容器内にイオン注入電極とスパッタ電極を対向さ
せて配置し、これら両電極に電源電圧を印加してグロー
放電を発生させ、このグロー放電によって発生したガス
イオンを電界加速して前記スパッタ電極の表面に衝突さ
せ、そのときに生ずるスパッタ金属により前記イオン注
入電極の表面に金属累積層を形成すると共に前記ガスイ
オンを前記イオン注入電極の表面に形成された金属累積
層中に注入・固定化するガス処理装置において、前記密
閉容器内のガス圧力及びまたは前記両電極に流れる放電
電流から放電状態を検知してアーク放電が発生した場合
に前記被処理ガスの導入を停止すると共に前記両電極に
印加される電源電圧を遮断し、電源電圧遮断後に前記密
閉容器内のガス圧力が所定圧力まで低下したときに前記
両電極に再び電源電圧を印加してグロー放電に戻すと共
に前記被処理ガスの導入を開始する制御手段を具備した
ものである。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, an ion implantation electrode and a sputter electrode are arranged opposite to each other in a closed vessel into which a gas to be treated is introduced, and a glow discharge is performed by applying a power supply voltage to both electrodes. The gas ions generated by the glow discharge are accelerated by an electric field to collide with the surface of the sputter electrode, and a sputtered metal formed at that time forms a metal accumulation layer on the surface of the ion implanted electrode and the gas ion Is injected and fixed in a metal accumulation layer formed on the surface of the ion-implanted electrode, the discharge state is detected from the gas pressure in the closed vessel and / or the discharge current flowing through the two electrodes, and the arc is detected. When a discharge occurs, the introduction of the gas to be treated is stopped, and the power supply voltage applied to both electrodes is cut off. When the gas pressure in the vessel falls to a predetermined pressure, a control means is provided for applying a power supply voltage again to the two electrodes to return to glow discharge and to start introducing the gas to be treated.

従って、ガス処理運転中にアーク放電が発生してこれ
を迅速かつ適確に検知して放電状態をグロー放電に自動
的に戻すことができ、ガスの注入固定化処理を連続して
安定に行なうことのできるガス処理装置を提供できる。
Therefore, an arc discharge is generated during the gas processing operation, and this can be detected quickly and accurately, and the discharge state can be automatically returned to the glow discharge, so that the gas injection fixing process is continuously performed stably. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示し、第1図
はガス処理装置のシステム構成図、第2図はグロー放電
発生時における動作フロー図、第3図は同じくグロー放
電発生時におけるタイミング図、第4図ないし第9図は
従来技術の説明図である。 1……密閉容器、2……イオン注入電極、3a,3b……絶
縁リング、4……陽極蓋、6……ガス導入管、7……排
気管、8……スパッタ電極、10……スパッタ電源、11…
…イオン注入電源、12……ガスイオン、13……スパッタ
金属、14……金属累積層、15……ガス供給タンク、16…
…自動導入弁、17……自動排気弁、18……排気ポンプ、
19……圧力検出器、20,21……放電電流モニタ回路、22,
23……電源遮断回路、24……コントローラ。
1 to 3 show one embodiment of the present invention, FIG. 1 is a system configuration diagram of a gas processing apparatus, FIG. 2 is an operation flow diagram when a glow discharge occurs, and FIG. FIG. 4 to FIG. 9 are explanatory diagrams of the prior art. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Closed container, 2 ... Ion implantation electrode, 3a, 3b ... Insulation ring, 4 ... Anode cover, 6 ... Gas introduction pipe, 7 ... Exhaust pipe, 8 ... Sputter electrode, 10 ... Sputter Power supply, 11 ...
... Ion implantation power supply, 12 ... Gas ion, 13 ... Sputtered metal, 14 ... Metal accumulation layer, 15 ... Gas supply tank, 16 ...
… Automatic introduction valve, 17 …… Auto exhaust valve, 18 …… Exhaust pump,
19 …… Pressure detector, 20,21 …… Discharge current monitor circuit, 22,
23: Power cutoff circuit, 24: Controller.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被処理ガスが導入される密閉容器内にイオ
ン注入電極とスパッタ電極を対向させて配置し、これら
両電極に電源電圧を印加してグロー放電を発生させ、こ
のグロー放電によって発生したガスイオンを電界加速し
て前記スパッタ電極の表面に衝突させ、そのときに生ず
るスパッタ金属により前記イオン注入電極の表面に金属
累積層を形成すると共に前記ガスイオンを前記イオン注
入電極の表面に形成された金属累積層中に注入・固定化
するガス処理装置において、前記密閉容器内のガス圧力
及びまたは前記両電極に流れる放電電流から放電状態を
検知してアーク放電が発生した場合に前記被処理ガスの
導入を停止すると共に前記両電極に印加される電源電圧
を遮断し、電源電圧遮断後に前記密閉容器内のガス圧力
が所定圧力まで低下したとき前記両電極に再び電源電圧
を印加してグロー放電に戻すと共に前記被処理ガスの導
入を開始する制御手段を具備したことを特徴とするガス
処理装置。
An ion implantation electrode and a sputter electrode are arranged in a closed vessel into which a gas to be treated is introduced, and a power supply voltage is applied to both electrodes to generate a glow discharge. The gas ions thus formed are subjected to an electric field acceleration to collide with the surface of the sputter electrode, and a sputtered metal formed at that time forms a metal accumulation layer on the surface of the ion implanted electrode and forms the gas ions on the surface of the ion implanted electrode. In the gas treatment apparatus for injecting and fixing the accumulated metal layer, when the discharge state is detected from the gas pressure in the closed vessel and / or the discharge current flowing through the two electrodes, the arc processing is performed when an arc discharge occurs. The introduction of gas is stopped and the power supply voltage applied to the two electrodes is cut off. After the power supply voltage is cut off, the gas pressure in the closed container is reduced to a predetermined pressure. Gas treatment apparatus being characterized in that comprises a control means for starting the introduction of the gas to be treated with the case by applying again a power supply voltage between the electrodes revert to the glow discharge.
JP17756789A 1989-07-10 1989-07-10 Gas treatment equipment Expired - Fee Related JP2635772B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17756789A JP2635772B2 (en) 1989-07-10 1989-07-10 Gas treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17756789A JP2635772B2 (en) 1989-07-10 1989-07-10 Gas treatment equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0342598A JPH0342598A (en) 1991-02-22
JP2635772B2 true JP2635772B2 (en) 1997-07-30

Family

ID=16033227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17756789A Expired - Fee Related JP2635772B2 (en) 1989-07-10 1989-07-10 Gas treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2635772B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0342598A (en) 1991-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6230878A (en) Method and apparatus for evaporating shortcircuit flake in sputtering chamber
US4808820A (en) Electron-emission filament cutoff for gas chromatography + mass spectrometry systems
JP2635772B2 (en) Gas treatment equipment
US20060108544A1 (en) Power sag detection and control in ion implanting system
US5370568A (en) Curing of a tungsten filament in an ion implanter
JP2635771B2 (en) Radioactive gas processing equipment
JP3017766B2 (en) Gas treatment equipment
JPH02184797A (en) Gas processor
JP3112675B1 (en) Gas immobilization treatment equipment
JPS63311199A (en) Storage method of radioactive gas
JPH02278195A (en) Fixation treatment device for radioactive gas
JP2635876B2 (en) Radioactive gas fixation processing equipment
Bechtel et al. Results of the mission profile life test
JPS63223596A (en) Radioactive gas processor
JP3043303B2 (en) Gas immobilization treatment equipment
JP2554800B2 (en) Radioactive gas treatment equipment
JPH02161400A (en) Gas injecting device
JP3400471B2 (en) Ion implanter
MCCLURE Similitude and Anode Material Effects in H2 and D2 Discharges Below the Critical Pressure
JPH01272998A (en) Method of operating gas storage and treatment device
JPH0419600A (en) Treatment of radioactive gas
JPH06187941A (en) Charged particle beam device provided with back-up power supply
JPH0271197A (en) Storage device of radioactive gas
KR100410989B1 (en) Vacuum apparatus of an ion implanter and control method thereof
JPH01162197A (en) Storage of radioactive gas

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees