真空装置

真空ポンプ

 希ガスは微量成分ですので岩石中には僅かにしか含まれません。また、大気中にも含まれているので、正確に希ガスを分析するには、岩石から取り出した希ガスと大気と混じらないようにする必要があります。そのため、分析装置内を真空状態に保つ必要があります。そのために必要になるのが、真空ポンプや圧力計(真空計)などの真空装置です。希ガス分析用質量分析装置には、このような真空装置が多数取り付けられています。

真空とは

 装置内のガスを排気するためのポンプです。希ガスを分析するためには、装置内を大気圧のおよそ100億分の1気圧以下まで排気しておく必要があります。このような真空状態を達成するために何種類かの真空ポンプが取り付けられています。

 真空状態に保つといっても、完全に何も存在しない状態を作ることは出来ません。真空状態とは実際には非常に低い圧力状態を意味します。現在作ることが出来る真空状態は大気圧の1兆分の1程度です。

ターボ分子ポンプ
 主力となる真空ポンプです。100億分の1気圧以下まで排気することが出来ますが、圧力が高い状態で動かすと壊れてしまうため、圧力がある程度まで下がってから使用します。

←ロータリーポンプ
 ターボ分子ポンプの補助ポンプです。ターボ分子ポンプほど強力ではありませんが、大気圧から動かせるポンプです。

スパッタイオンポンプ
 溜め込み式ポンプと呼ばれる真空ポンプ。排気口が無いのが大きな特徴で、気体原子(分子)をポンプ内に吸収することで排気します。排気口からの逆流が無いので、ターボ分子ポンプよりも低い圧力まで排気することが出来ます。ただし、吸収出来る量には限度があるため、ターボ分子ポンプと一緒に使用します。

 

真空計

装置内の圧力状態を調べるために取り付けられています。種類によって計測できる圧力範囲が異なるため、やはり数種類の真空計が取り付けられています。

   (外観)          (中身)

←熱電離真空計
 1万分の1〜100億分の1気圧程度の圧力範囲を測定できる真空計非常に低い圧力状態でも正確に測れる反面、圧力が高すぎると壊れてしまいます。

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