ガス導入真空容器内のガス密度分布の測定と効率的排気法の研究

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各種の原子衝突実験で、ターゲットガスを細いノズルを通して、真空容器内に導入し、衝突領域外では急速に拡散・排気させることがある。このような場合のノズル先端近傍でのガス密度分布を測定する装置を作った。「ガス溜め容器」内で圧力調整したガスを、ノズルを通して大型真空容器に導入し、そのガス原子・分子に電子線を照射する。ガス原子・分子と衝突し、90°方向に弾性散乱した電子数を数えガス密度分布を求める。この為、ノズル先端に対して、「電子銃」+「ファラデーカップ」+「散乱電子検出器」を真空容器内で「一体として」上下左右に動かす駆動装置(1)を作った。また「散乱電子検出器」は単独でも上下左右に動くようにした(駆動装置(2))。装置(1)の駆動には真空仕様のモータを使い、ノズル先端を含む約10cm×10cm×10cmの領域内の測定を可能にした。駆動装置(1)には汎用性があり、真空容器内での種々の「検出器」の移動に使用できる。位置感応型X線検出器の特性測定に使用し、移動距離の精度・再現性を確認した。電子銃は、小型テレビのブラウン管用の物を使用し、500eV〜1keVで直径約1mmの電子線を作った。電子線の直径は、蛍光スクリーンと、ノズルを挟んでに電子線を「捜査」した時のファラデーカップの電子電流量の変化から推定した。これまでに、500eVの電子線をノズル先端及びノズル近傍の導入ガスに「当てた」時の弾性散乱電子のエネルギースペクトル、「ガス溜め容器」内の圧力測定用ピラニゲージとイオンゲージの指示値の連続性の測定、直径約6mmの領域を「にらむ」スリット系を使ったガス密度分布の予備測定等、装置の基本特性の測定を終えた。現在、装置特性に関する投稿準備及び、直径1mmの領域を「にらむ」スリット系の取り付け、「散乱電子検出器」の立体角の測定、駆動装置の洗浄による真空度の向上等、本測定の準備を進めている。