JPH0159699B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0159699B2 JPH0159699B2 JP56005179A JP517981A JPH0159699B2 JP H0159699 B2 JPH0159699 B2 JP H0159699B2 JP 56005179 A JP56005179 A JP 56005179A JP 517981 A JP517981 A JP 517981A JP H0159699 B2 JPH0159699 B2 JP H0159699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analyzer
- energy
- stripping cell
- charge exchange
- neutral particles
- Prior art date
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- Expired
Links
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 17
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この説明は、たとえば核融合装置に使用される
荷電交換型中性粒子分析器に係る。
荷電交換型中性粒子分析器に係る。
核融合炉または核融合実験装置などにおけるプ
ラズマの温度およびイオンの核種を計測するため
にプラズマから放出される高速の中性粒子を計測
する装置として荷電交換型中性粒子分析器が使用
される。
ラズマの温度およびイオンの核種を計測するため
にプラズマから放出される高速の中性粒子を計測
する装置として荷電交換型中性粒子分析器が使用
される。
従来の荷電交換型中性粒子分析器は、中性粒子
の荷電交換を行うストリツピングセルが、真空容
器と電気的に接続されたものが用いられている。
の荷電交換を行うストリツピングセルが、真空容
器と電気的に接続されたものが用いられている。
高速の中性粒子はストリツピングセルを通過す
るときチヤージストリツピング（Charge
Stripping）効果によりイオンとなる。イオンと
なつた高速の中性粒子はアナライザでイオンのエ
ネルギーもしくは質量を分析される。このときイ
オンのエネルギーは、高速の中性粒子と等しいエ
ネルギーを持つ。このため中性粒子の運動エネル
ギーが100eV程度の時、アナライザに印加する電
磁場の影響で検出効率が低下する。また、中性粒
子の運動エネルギーが数＋KeV以上の時、アナ
ライザに印加する電磁場が強くなりすぎる結果、
分析器が大きくなる欠点があつた。
るときチヤージストリツピング（Charge
Stripping）効果によりイオンとなる。イオンと
なつた高速の中性粒子はアナライザでイオンのエ
ネルギーもしくは質量を分析される。このときイ
オンのエネルギーは、高速の中性粒子と等しいエ
ネルギーを持つ。このため中性粒子の運動エネル
ギーが100eV程度の時、アナライザに印加する電
磁場の影響で検出効率が低下する。また、中性粒
子の運動エネルギーが数＋KeV以上の時、アナ
ライザに印加する電磁場が強くなりすぎる結果、
分析器が大きくなる欠点があつた。
本発明は上記欠点を解決するためになされたも
ので、従来の中性粒子分析器のストリツピングセ
ルの電位を制御することによつて中性粒子の分析
できる分析エネルギー範囲を広げ、また、低いエ
ネルギーをもつ中性粒子に対するアナライザの検
出効率を高めることができる。荷電交換型中性粒
子分析器を提供することを目的とする。
ので、従来の中性粒子分析器のストリツピングセ
ルの電位を制御することによつて中性粒子の分析
できる分析エネルギー範囲を広げ、また、低いエ
ネルギーをもつ中性粒子に対するアナライザの検
出効率を高めることができる。荷電交換型中性粒
子分析器を提供することを目的とする。
この発明は、中性粒子分析器のストリツピング
セルの電位を制御することによつて、ストリツピ
ングセル中で荷電交換して生じたイオンがストリ
ツピングセルと真空容器あるいはアナライザとの
間に印加された電位によつて加速あるいは減速さ
れ、アナライザに入射するイオンの運動エネルギ
ーが荷電交換する前の中性粒子の運動エネルギー
にストリツピングセルと真空容器あるいはアナラ
イザのエネルギーを足し合わせたものになること
から、ストリツピングセルに任意の正の電圧を印
加し、真空容器あるいはアナライザを接地するこ
とにより、低エネルギーの中性粒子が荷電交換し
て生成したイオンは、任意のエネルギーをアナラ
イザによつて分析することにより、イオンのエネ
ルギーを分析するためのアナライザに印加する電
磁場あるいは、分析器外部から雑音として侵入す
る電磁場に対しての影響が小さくなり、分析器の
低エネルギー中性粒子に対する検出効率が増大す
る荷電交換型中性粒子分析器である。
セルの電位を制御することによつて、ストリツピ
ングセル中で荷電交換して生じたイオンがストリ
ツピングセルと真空容器あるいはアナライザとの
間に印加された電位によつて加速あるいは減速さ
れ、アナライザに入射するイオンの運動エネルギ
ーが荷電交換する前の中性粒子の運動エネルギー
にストリツピングセルと真空容器あるいはアナラ
イザのエネルギーを足し合わせたものになること
から、ストリツピングセルに任意の正の電圧を印
加し、真空容器あるいはアナライザを接地するこ
とにより、低エネルギーの中性粒子が荷電交換し
て生成したイオンは、任意のエネルギーをアナラ
イザによつて分析することにより、イオンのエネ
ルギーを分析するためのアナライザに印加する電
磁場あるいは、分析器外部から雑音として侵入す
る電磁場に対しての影響が小さくなり、分析器の
低エネルギー中性粒子に対する検出効率が増大す
る荷電交換型中性粒子分析器である。
また、ストリツピングセルに任意の負の電圧を
印加し、真空容器あるいはアナライザを接地する
ことにより、荷電交換して生成したイオンは、減
速されてアナライザに入射する。このことによつ
て、中性粒子分析器での分析は、アナライザで分
析したエネルギより大なるエネルギーまで検出可
能となる。このことによつて分析器の分析エネル
ギー範囲を広げることが可能となる。また、分析
器のエネルギー分解能はエネルギーをＥとし、分
析されるエネルギー幅をΔEで表わせば、分解能
（ｆ）はΔE／Ｅで表わされる。ストリツピングセ
ルと真空容器あるいはアナライザとの間の電位を
φとおけば、アナライザに入射するイオンのエネ
ルギーは、中性粒子の運動エネルギーをＵとすれ
ば、Ｕ−eφで表わされる。ここでｅはイオンの
電荷である。このとき分析器によつて分析される
エネルギー幅は、エネルギー分解能が分析器の構
造によつて一般的に一定であるため、ΔE＝ｆ・
（Ｕ−eφ）で表わされ、これは、ストリツピング
セルと真空容器あるいはアナライザ入口の間の電
圧を印加しないときに比べ小さくなる。分析器全
体のエネルギー分解能はΔE／Ｅで表わされるた
め（Ｕ−eφ）ｆ／Ｕとなる。このことにより、
分析器のエネルギー分解能を良くすることが可能
となる。
印加し、真空容器あるいはアナライザを接地する
ことにより、荷電交換して生成したイオンは、減
速されてアナライザに入射する。このことによつ
て、中性粒子分析器での分析は、アナライザで分
析したエネルギより大なるエネルギーまで検出可
能となる。このことによつて分析器の分析エネル
ギー範囲を広げることが可能となる。また、分析
器のエネルギー分解能はエネルギーをＥとし、分
析されるエネルギー幅をΔEで表わせば、分解能
（ｆ）はΔE／Ｅで表わされる。ストリツピングセ
ルと真空容器あるいはアナライザとの間の電位を
φとおけば、アナライザに入射するイオンのエネ
ルギーは、中性粒子の運動エネルギーをＵとすれ
ば、Ｕ−eφで表わされる。ここでｅはイオンの
電荷である。このとき分析器によつて分析される
エネルギー幅は、エネルギー分解能が分析器の構
造によつて一般的に一定であるため、ΔE＝ｆ・
（Ｕ−eφ）で表わされ、これは、ストリツピング
セルと真空容器あるいはアナライザ入口の間の電
圧を印加しないときに比べ小さくなる。分析器全
体のエネルギー分解能はΔE／Ｅで表わされるた
め（Ｕ−eφ）ｆ／Ｕとなる。このことにより、
分析器のエネルギー分解能を良くすることが可能
となる。
以下、図面を参照して、この発明の実施例を説
明する。
明する。
プラズマ実験装置１から放出された中性粒子
は、真空に排気された導管２を通つて中性粒子分
析器の真空容器３内に設置したストリツピングセ
ル４に入射して、ストリツピングセル４内に充満
したガスとの間で荷電交換を起し、イオン化され
る。ストリツピングセル内へのガスの供給はボン
ベ５からリークバルブ６を介して行われる。
は、真空に排気された導管２を通つて中性粒子分
析器の真空容器３内に設置したストリツピングセ
ル４に入射して、ストリツピングセル４内に充満
したガスとの間で荷電交換を起し、イオン化され
る。ストリツピングセル内へのガスの供給はボン
ベ５からリークバルブ６を介して行われる。
ストリツピングセル４は、絶縁ガイシ７を介し
て、電源８から電圧を供給される。荷電交換した
イオンは、ストリツピングセル４からアナライザ
９の入口に入射するまでに、ストリツピングセル
４とアナライザ９の入口までの電圧差で加速ある
いは減速される。アナライザ９でイオンのエネル
ギーあるいは質量が分析され検出器１０で測定さ
れる。真空容器３は排気管１１を介して真空に排
気される。
て、電源８から電圧を供給される。荷電交換した
イオンは、ストリツピングセル４からアナライザ
９の入口に入射するまでに、ストリツピングセル
４とアナライザ９の入口までの電圧差で加速ある
いは減速される。アナライザ９でイオンのエネル
ギーあるいは質量が分析され検出器１０で測定さ
れる。真空容器３は排気管１１を介して真空に排
気される。
以上に示した本発明は、中性粒子が荷電交換し
て生じたイオンのエネルギーをストリツピングセ
ルとアナライザ入口との間に印加した電位によつ
て変化させることにより、検出器のエネルギー分
析範囲を広げることができ、また、検出器の分解
能を良くすることができる。
て生じたイオンのエネルギーをストリツピングセ
ルとアナライザ入口との間に印加した電位によつ
て変化させることにより、検出器のエネルギー分
析範囲を広げることができ、また、検出器の分解
能を良くすることができる。
図は、本発明の一実施例を示す模式図である。
１…プラズマ実験装置、２…導管、３…真空容
器、４…ストリツピングセル、５…ボンベ、６…
リークバルブ、７…絶縁ガイシ、８…電源、９…
アナライザ、１０…検出器、１１…排気管、１２
…プラズマ。
器、４…ストリツピングセル、５…ボンベ、６…
リークバルブ、７…絶縁ガイシ、８…電源、９…
アナライザ、１０…検出器、１１…排気管、１２
…プラズマ。
Claims (1)
- １ 中性粒子を荷電交換して、中性粒子のエネル
ギーおよび質量のうち少なくとも一種を分析する
荷電交換型中性粒子分析器において、真空容器内
に設置され、中性粒子と荷電交換反応を生ずるス
トリツピングセルと、このストリツピングセルを
前記真空容器から電気的に絶縁する絶縁物と、前
記真空容器の外から前記ストリツピングセルに電
気を供給する手段とを具備したことを特徴とする
荷電交換型中性粒子分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56005179A JPS57119443A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Charge exchange type neutral particle analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56005179A JPS57119443A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Charge exchange type neutral particle analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57119443A JPS57119443A (en) | 1982-07-24 |
| JPH0159699B2 true JPH0159699B2 (ja) | 1989-12-19 |
Family
ID=11604004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56005179A Granted JPS57119443A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Charge exchange type neutral particle analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57119443A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6452372A (en) * | 1987-08-24 | 1989-02-28 | Japan Atomic Energy Res Inst | Analyzer for physical quantity of neutral particle |
| WO2016167311A1 (ja) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | 株式会社カネカ | イオンビーム用の荷電変換膜 |
| CN111954359A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-11-17 | 四川大学 | 一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置 |
-
1981
- 1981-01-19 JP JP56005179A patent/JPS57119443A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57119443A (en) | 1982-07-24 |
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