ファビトロン型質量分析計
(Farvitron Mass Spectrometer)


by ('９８年度Ｍ２濱本浩司)

１９５９年 W.Tretnerがイオン光学的手法によって周期的なイオン軌道を安定させる ”ファビトロン”という質量分析計を報告した。Tretnerが報告したファビトロン型は、 図１に示すようなものであった。
これは、まずイオン化用の電子ビームを胴体（Wehnelt Cylinder)の中心軸にそって注入してやる。 アノード付近を動き回っている電子は、ガスをイオン化し、その結果イオンは電極板がつくるポテンシャルにしたがってカソード側へと移動する。この時、イオンはシリンダー内を イオンの種類によって、ある周期で振動する。
このことからTretnerは、もしイオン化が、ある種類のイオンの振動周期に一致するように 電子ビームの周期を調整することによって起こるならば、ある種類のイオンは蓄積されていくと考えた。 つまりある周期で振動しているイオン（この周期はイオンの種類によって異なる。）に対して 、同周期で電子ビームを注入してやれば、そのイオンの個数の増幅が行われるということである。
しかし、Tretnerはもう一度ファビトロンの働きをよく考えた。その結果、RF電源を用いて本体全体で チョッピングの役目をしていたものを直接イオン陰極で行い、さらに全電極でつくって いたポテンシャルを、２枚の電極板でつくるという簡略化に成功した。この理由としては、 イオン群の運動に依存している（電極板がつくる）ポテンシャルは、ある程度の電位差をつくるだけで よく、図１のように本体全電極板で行う必要がないからであった。その改良型を図２に示す。 そこで、今回私が製作している簡易ファビトロン型質量分析計とは、実際ポテンシャルの変動を起こす 電極板が１枚というTretnerが考え出した改良型より更に簡略化されたもので、他の分析計に比べ非常に 製作するのが容易である。その分析計とそのポテンシャルダイヤグラムを図３にしめす。

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