JPH0552999A - 荷電変換装置 - Google Patents
荷電変換装置Info
- Publication number
- JPH0552999A JPH0552999A JP21828091A JP21828091A JPH0552999A JP H0552999 A JPH0552999 A JP H0552999A JP 21828091 A JP21828091 A JP 21828091A JP 21828091 A JP21828091 A JP 21828091A JP H0552999 A JPH0552999 A JP H0552999A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオンビーム通過孔の詰まりを防止するとと
もに、金属溜中の金属の消費量を減少させる。 【構成】 ヒータ３でＬｉ４を適当な温度まで加熱し、
金属蒸気室５内にＬｉ蒸気を充満させた後、イオンビー
ム８を通過させると、プラスのイオンビーム８がマイナ
スイオンに変換されて出力される。このとき、拡散した
Ｌｉ蒸気はアパーチャ１０の内周に液体となって付着
し、溝１１を通じてワイヤー１２に伝わり、金属溜２に
戻る。また、セル１のイオンビーム出入口に付着したＬ
ｉ液体もワイヤー１２を伝わって金属溜２に戻る。
もに、金属溜中の金属の消費量を減少させる。 【構成】 ヒータ３でＬｉ４を適当な温度まで加熱し、
金属蒸気室５内にＬｉ蒸気を充満させた後、イオンビー
ム８を通過させると、プラスのイオンビーム８がマイナ
スイオンに変換されて出力される。このとき、拡散した
Ｌｉ蒸気はアパーチャ１０の内周に液体となって付着
し、溝１１を通じてワイヤー１２に伝わり、金属溜２に
戻る。また、セル１のイオンビーム出入口に付着したＬ
ｉ液体もワイヤー１２を伝わって金属溜２に戻る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームの荷電を
変換する装置、特にタンデム型静電加速器の前段に設置
される荷電変換装置に関する。
変換する装置、特にタンデム型静電加速器の前段に設置
される荷電変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】数ＭｅＶ程度のＨｅ+ やＨｅ2+のビーム
を得る場合、例えば、高エネルギのイオンビームを用い
た分析装置（ＲＢＳやＰＩＸＥ分析装置等）用のイオン
ビームを得る場合、小型で取扱いが簡便であることか
ら、タンデム型静電加速器がよく用いられる。タンデム
型静電加速器の動作原理は、一方の入り口からＨｅ- 等
のマイナスイオンを受け、それを途中でＨｅ+ やＨｅ2+
等のプラスイオンに変換することにより２段の加速を行
う、というものであるために、その前段にマイナスイオ
ン源が必要となる。
を得る場合、例えば、高エネルギのイオンビームを用い
た分析装置（ＲＢＳやＰＩＸＥ分析装置等）用のイオン
ビームを得る場合、小型で取扱いが簡便であることか
ら、タンデム型静電加速器がよく用いられる。タンデム
型静電加速器の動作原理は、一方の入り口からＨｅ- 等
のマイナスイオンを受け、それを途中でＨｅ+ やＨｅ2+
等のプラスイオンに変換することにより２段の加速を行
う、というものであるために、その前段にマイナスイオ
ン源が必要となる。
【０００３】このマイナスイオン源として、アルカリ金
属の蒸気を用いた荷電変換装置が用いられる。この荷電
変換装置では次の反応式に示すように、Ｈｅ+ 等のプラ
スイオンをＬｉ等のアルカリ金属の蒸気中に通し、アル
カリ金属蒸気からプラスイオンに電子を与えることによ
りプラスイオンを中性原子とし、さらにマイナスイオン
とする。 Ｈｅ+ ＋Ｌｉ → Ｈｅ＋Ｌｉ+ Ｈｅ＋Ｌｉ → Ｈｅ- ＋Ｌｉ+ このような荷電変換装置の従来の構造を図３に示す。図
３において、内部が真空に保たれた円筒状のハウジング
９と、ハウジング９の内部中央に設けられたセル１とで
荷電変換装置が構成され、セル１の下部にはＬｉ等のア
ルカリ金属を収納する金属溜２が設けられ、上部からヒ
ータ（カートリッジヒータ）３がその金属溜２に差し込
まれる。金属溜２の上部には、ヒータ３により加熱、溶
融され、蒸発した金属の蒸気が滞留する空間（金属蒸気
室）５が設けられており、その両側部のセルの壁にはイ
オンビームが通過するための小さい孔６が設けられてい
る。このイオンビーム通過孔６は金属蒸気のセル外への
漏出を最小限に止めるため、細長く形成され、かつ、外
側の方が細くなるようにテーパが付けられている。
属の蒸気を用いた荷電変換装置が用いられる。この荷電
変換装置では次の反応式に示すように、Ｈｅ+ 等のプラ
スイオンをＬｉ等のアルカリ金属の蒸気中に通し、アル
カリ金属蒸気からプラスイオンに電子を与えることによ
りプラスイオンを中性原子とし、さらにマイナスイオン
とする。 Ｈｅ+ ＋Ｌｉ → Ｈｅ＋Ｌｉ+ Ｈｅ＋Ｌｉ → Ｈｅ- ＋Ｌｉ+ このような荷電変換装置の従来の構造を図３に示す。図
３において、内部が真空に保たれた円筒状のハウジング
９と、ハウジング９の内部中央に設けられたセル１とで
荷電変換装置が構成され、セル１の下部にはＬｉ等のア
ルカリ金属を収納する金属溜２が設けられ、上部からヒ
ータ（カートリッジヒータ）３がその金属溜２に差し込
まれる。金属溜２の上部には、ヒータ３により加熱、溶
融され、蒸発した金属の蒸気が滞留する空間（金属蒸気
室）５が設けられており、その両側部のセルの壁にはイ
オンビームが通過するための小さい孔６が設けられてい
る。このイオンビーム通過孔６は金属蒸気のセル外への
漏出を最小限に止めるため、細長く形成され、かつ、外
側の方が細くなるようにテーパが付けられている。
【０００４】ハウジング９の両側面にもイオンビームが
通過するための窓７が設けられており、セル１は、イオ
ンビーム通過孔６の中心軸がハウジング９のイオンビー
ム通過窓７の中心軸と同軸になるように、ハウジング９
内で保持される。このイオンビーム通過窓７及びイオン
ビーム通過孔６を通過するプラスのイオンビーム８が金
属蒸気室５でアルカリ金属の蒸気と衝突し、上記の電子
移動反応によってマイナスイオンに変換されて反対側の
イオンビーム通過窓７からタンデム型静電加速器等に供
給される。
通過するための窓７が設けられており、セル１は、イオ
ンビーム通過孔６の中心軸がハウジング９のイオンビー
ム通過窓７の中心軸と同軸になるように、ハウジング９
内で保持される。このイオンビーム通過窓７及びイオン
ビーム通過孔６を通過するプラスのイオンビーム８が金
属蒸気室５でアルカリ金属の蒸気と衝突し、上記の電子
移動反応によってマイナスイオンに変換されて反対側の
イオンビーム通過窓７からタンデム型静電加速器等に供
給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の荷電変換装置は
上記のように構成されており、アルカリ金属４は金属溜
２でヒータ３により加熱され、蒸発して金属蒸気室５に
滞留するのであるが、セル１の壁の温度は金属の融点よ
りも低いため、金属蒸気は徐々にセル１の壁に固体とし
て析出する。特に、イオンビーム通過孔６は蒸気の漏出
を最小限にするために小さくされているため、この固体
金属の析出により詰まりやすい。イオンビーム通過孔６
が詰まると、従来はセル１を荷電変換装置から取り出し
て除去していたが、この場合、荷電変換装置の真空を一
旦破り、再び真空引きを行わなければならないために、
多くの手間と時間がかかるという問題があった。
上記のように構成されており、アルカリ金属４は金属溜
２でヒータ３により加熱され、蒸発して金属蒸気室５に
滞留するのであるが、セル１の壁の温度は金属の融点よ
りも低いため、金属蒸気は徐々にセル１の壁に固体とし
て析出する。特に、イオンビーム通過孔６は蒸気の漏出
を最小限にするために小さくされているため、この固体
金属の析出により詰まりやすい。イオンビーム通過孔６
が詰まると、従来はセル１を荷電変換装置から取り出し
て除去していたが、この場合、荷電変換装置の真空を一
旦破り、再び真空引きを行わなければならないために、
多くの手間と時間がかかるという問題があった。
【０００６】また、金属溜２のアルカリ金属を加熱する
ヒータ３の温度コントロールは難しく、注意を怠ると、
蒸発した金属がイオンビーム通過孔６から急速に漏出
し、金属が急速に消耗して負イオンが得られなくなるこ
とがあった。
ヒータ３の温度コントロールは難しく、注意を怠ると、
蒸発した金属がイオンビーム通過孔６から急速に漏出
し、金属が急速に消耗して負イオンが得られなくなるこ
とがあった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解消する
ために創案されたものであり、イオンビーム通過孔の詰
まりを防止するとともに、金属溜中の金属の消費量を減
少させることができる荷電変換装置を提供することを目
的とする。
ために創案されたものであり、イオンビーム通過孔の詰
まりを防止するとともに、金属溜中の金属の消費量を減
少させることができる荷電変換装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ために、本発明の荷電変換装置は、イオンビーム通過孔
に、その内周から外周に届く溝を切ったアパーチャを設
けるとともに、出入り口からセル内面に沿って液体金属
を金属溜に戻すための誘導部材とを設けたことを特徴と
する。
ために、本発明の荷電変換装置は、イオンビーム通過孔
に、その内周から外周に届く溝を切ったアパーチャを設
けるとともに、出入り口からセル内面に沿って液体金属
を金属溜に戻すための誘導部材とを設けたことを特徴と
する。
【０００９】
【作用】本発明の荷電変換装置は上記のように構成され
ており、セルのイオンビーム出入口やアパーチャには、
液体となった金属が表面張力によって付着するが、アパ
ーチャに付着した液体金属はアパーチャに切られた溝を
通じて誘導部材に伝わり、イオンビーム出入口に付着し
た液体金属とともに金属溜に戻るので、イオンビーム通
過孔が詰まることがなく、また、金属溜中の金属の消費
量も減少し、セルの寿命を大幅に長くすることができ
る。
ており、セルのイオンビーム出入口やアパーチャには、
液体となった金属が表面張力によって付着するが、アパ
ーチャに付着した液体金属はアパーチャに切られた溝を
通じて誘導部材に伝わり、イオンビーム出入口に付着し
た液体金属とともに金属溜に戻るので、イオンビーム通
過孔が詰まることがなく、また、金属溜中の金属の消費
量も減少し、セルの寿命を大幅に長くすることができ
る。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例である荷電変換装置を図１
及び図２により説明する。この実施例の基本的構造は図
３に示した従来の荷電変換装置と同様であリ、従来の荷
電変換装置と異なる点のみを説明する。図１に示すよう
に、セル１のイオンビーム通過孔６、６にアパーチャ１
０、１０が取り付けられるとともに、金属溜２の最上部
にカバー１３が取り付けられている。また、ワイヤー１
２、１２がセル１のビーム出入口からセル内面に沿って
張られ、このワイヤー１２、１２の他端はカバー１３の
上から金属溜２に向かって垂らされている。
及び図２により説明する。この実施例の基本的構造は図
３に示した従来の荷電変換装置と同様であリ、従来の荷
電変換装置と異なる点のみを説明する。図１に示すよう
に、セル１のイオンビーム通過孔６、６にアパーチャ１
０、１０が取り付けられるとともに、金属溜２の最上部
にカバー１３が取り付けられている。また、ワイヤー１
２、１２がセル１のビーム出入口からセル内面に沿って
張られ、このワイヤー１２、１２の他端はカバー１３の
上から金属溜２に向かって垂らされている。
【００１１】図２は、セルの金属溜２及びイオンビーム
通過孔６の拡大図であり、セル１のイオンビーム通過孔
６に取り付けられたアパーチャ１０には、その内周から
外周に届く溝１１が切られている。また、金属溜２の最
上部にはカバー１３が取り付けられ、セル１のイオンビ
ーム出入口からセル内面に沿って張られたワイヤー１２
の他端がカバー１３の上から金属溜２に向かって垂らさ
れている。
通過孔６の拡大図であり、セル１のイオンビーム通過孔
６に取り付けられたアパーチャ１０には、その内周から
外周に届く溝１１が切られている。また、金属溜２の最
上部にはカバー１３が取り付けられ、セル１のイオンビ
ーム出入口からセル内面に沿って張られたワイヤー１２
の他端がカバー１３の上から金属溜２に向かって垂らさ
れている。
【００１２】このような構造を有する本実施例の荷電変
換装置の作用を次に説明する。セル１の金属溜２にＬｉ
４を入れた後、セル１をハウジング９内に納める。次
に、ヒータ３でＬｉ４を適当な温度まで加熱し、金属蒸
気室５内にＬｉ蒸気を充満させる。この後、イオンビー
ム通過窓７及びイオン通過孔６を介してイオンビーム８
を通過させると、プラスのイオンビーム８が金属蒸気室
５でＬｉ蒸気と衝突し、電子移動反応によってマイナス
イオンに変換されて反対側のイオンビーム通過窓７から
タンデム型静電加速器等に供給される。
換装置の作用を次に説明する。セル１の金属溜２にＬｉ
４を入れた後、セル１をハウジング９内に納める。次
に、ヒータ３でＬｉ４を適当な温度まで加熱し、金属蒸
気室５内にＬｉ蒸気を充満させる。この後、イオンビー
ム通過窓７及びイオン通過孔６を介してイオンビーム８
を通過させると、プラスのイオンビーム８が金属蒸気室
５でＬｉ蒸気と衝突し、電子移動反応によってマイナス
イオンに変換されて反対側のイオンビーム通過窓７から
タンデム型静電加速器等に供給される。
【００１３】このとき、金属蒸気室５内に充満したＬｉ
蒸気はセル１のイオンビーム通過孔６、６を通って拡散
していくが、その大部分はアパーチャ１０、１０の内周
に液体となって付着する。アパーチャにスリットがない
場合、表面張力によりアパーチャの通過孔に膜となって
付着し、ビームを遮断することがあるが、スリットがあ
ると、アパーチャ１０、１０に付着したＬｉ液体はアパ
ーチャ１０、１０の溝１１、１１を通じてワイヤー１
２、１２に伝わり、金属溜２に戻る。また、アパーチャ
１０、１０を通過し、セル１のイオンビーム出入口に付
着したＬｉ液体はワイヤー１２を伝わって、金属溜２に
戻る。
蒸気はセル１のイオンビーム通過孔６、６を通って拡散
していくが、その大部分はアパーチャ１０、１０の内周
に液体となって付着する。アパーチャにスリットがない
場合、表面張力によりアパーチャの通過孔に膜となって
付着し、ビームを遮断することがあるが、スリットがあ
ると、アパーチャ１０、１０に付着したＬｉ液体はアパ
ーチャ１０、１０の溝１１、１１を通じてワイヤー１
２、１２に伝わり、金属溜２に戻る。また、アパーチャ
１０、１０を通過し、セル１のイオンビーム出入口に付
着したＬｉ液体はワイヤー１２を伝わって、金属溜２に
戻る。
【００１４】なお、金属溜２内で突沸した液体Ｌｉはカ
バー１３によってアパーチャ１０、１０に直接付着する
のが防止される。
バー１３によってアパーチャ１０、１０に直接付着する
のが防止される。
【００１５】上記実施例では、金属溜２の最上部にカバ
ー１３を取り付けたが、金属溜に入れる金属が少ない場
合、あるいは、突沸する可能性が少ない金属を使用する
場合には特に必要ではない。また、上記実施例では、ワ
イヤー１２をセル１のイオンビーム出入口まで設ける場
合を説明したが、ワイヤー１２の長さを金属溜中の金属
からアパーチャ１０の溝１１に届く長さとしても十分な
効果を得ることができる。
ー１３を取り付けたが、金属溜に入れる金属が少ない場
合、あるいは、突沸する可能性が少ない金属を使用する
場合には特に必要ではない。また、上記実施例では、ワ
イヤー１２をセル１のイオンビーム出入口まで設ける場
合を説明したが、ワイヤー１２の長さを金属溜中の金属
からアパーチャ１０の溝１１に届く長さとしても十分な
効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の荷電変換装置は以上のように構
成されており、金属蒸気室から拡散していく金属蒸気は
アパーチャの内周に液体となって付着し、セルの出入口
から拡散していく金属蒸気が少なくなるので、金属の消
費量を少なくすることができる。また、セル出入口に付
着した液体金属はワイヤーを伝わり、アパーチャに付着
した金属液体はアパーチャの溝を通じてワイヤーに伝わ
り、結局、金属溜に戻るので、有効にセル出入口やアパ
ーチャのつまりを防止することができ、セルの寿命を大
幅に長くすることができる。
成されており、金属蒸気室から拡散していく金属蒸気は
アパーチャの内周に液体となって付着し、セルの出入口
から拡散していく金属蒸気が少なくなるので、金属の消
費量を少なくすることができる。また、セル出入口に付
着した液体金属はワイヤーを伝わり、アパーチャに付着
した金属液体はアパーチャの溝を通じてワイヤーに伝わ
り、結局、金属溜に戻るので、有効にセル出入口やアパ
ーチャのつまりを防止することができ、セルの寿命を大
幅に長くすることができる。
【図１】本発明の荷電変換装置の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】図１の荷電変換装置の金属溜及びイオンビーム
通過孔の拡大図である。
通過孔の拡大図である。
【図３】従来の荷電変換装置を示す図である。
１……セル ２……金属溜 ３……ヒータ ４……Ｌｉ（液体金
属） ６……ビーム通過孔 １０……アパーチャ １１……溝 １２……ワイヤー １３……カバー
属） ６……ビーム通過孔 １０……アパーチャ １１……溝 １２……ワイヤー １３……カバー
Claims (1)
- 【請求項１】 金属溜、金属溜の上部に設けられた金属
蒸気室及び金属蒸気室の両側面に開設されたイオンビー
ム通過孔を有するセルを備えた荷電変換装置において、
上記イオンビーム通過孔に設けられ、その内周から外周
に届く溝が切られたアパーチャと、その溝を伝わってき
た金属液体を上記の金属溜に戻すための誘導部材とを有
することを特徴とする荷電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828091A JPH0785119B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 荷電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21828091A JPH0785119B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 荷電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552999A true JPH0552999A (ja) | 1993-03-02 |
| JPH0785119B2 JPH0785119B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16717383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21828091A Expired - Fee Related JPH0785119B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 荷電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785119B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8204687B2 (en) | 2007-10-22 | 2012-06-19 | Sony Corporation | Display route creation method, display route creation apparatus, and display route creation program |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21828091A patent/JPH0785119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8204687B2 (en) | 2007-10-22 | 2012-06-19 | Sony Corporation | Display route creation method, display route creation apparatus, and display route creation program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785119B2 (ja) | 1995-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |