パルス動作フリーランニングヘリウム誘導結合プラズマ源の開発

脉冲自由运行氦感应耦合等离子体源的研制

• 批准号: 13780382
• 负责人: 沖野 晃俊
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780382/
• 关键词: 誘導結合プラズマ; ICP; パルス動作; 元素分析; ヘリウム; ヘリウムプラズマ; 微量元素分析; パルス変調

大気圧ヘリウム誘導結合プラズマは,その高いイオン化能力によりハロゲン元素および非金属元素に対しても有効であるために,分析用の光源やイオン源として注目されている。しかし,プラズマトーチの溶融などの問題により入力電力を大きくできないという欠点を持っている。そこで本研究では,低電力でプラズマを維持し,数Hzから数kHzで変調した高電力パルスを加える,パルス変調ヘリウム誘導結合プラズマ発生装置を作製し,その特性を分光により測定した。パルス幅1ms,パルス変調周波数66.7Hz,プラズマ維持電力400Wのとき,外部冷却なしで1600Wのパルス電力を印加することができた。また,外部冷却を用いたアルゴン/ヘリウム誘導結合プラズマトーチを新しく開発し,定常で1900W,パルスで2500W以上の入力に成功した。ピーク電力が400Wのとき,すなわちパルスを入力しない状態に対し,ピーク電力1600Wでは約12倍の発光強度が得られ,励起温度は約1100K上昇して4900Kという値が確認された。また,ハロゲン元素の発光分析を行い,Ar-ICPの文献値と比較して,塩素で約550倍の感度である1.5ppm,臭素では約150倍の感度となる4.1ppmの高い検出限界が得られた。これらの成果により,パルス運転がヘリウムプラズマの欠点であった低いプラズマ温度の改善に有効な方法であることが確かめられた。さらに,定電力運転で観測された発光強度および励起温度の飽和傾向がパルス電力運転では観測されなかった。これは,微量元素分析への応用を考えた場合にも有効な特性であると考えられる。

High pressure induction combined with high temperature and high temperature conversion ability, high temperature and high temperature, high temperature and high temperature. The problem of melting is that the power supply is large and the problem of melting is difficult to solve. In this study, low power is maintained at a frequency of several Hz and a frequency of several kHz, and high power is modulated at a frequency of several Hz and a frequency of several kHz. 1ms amplitude, 66.7 Hz modulation frequency, 400W maintenance power, 1600W external cooling power External cooling is used to induce new developments, usually 1900W, and more than 2500W. Power of 400W and power of 1600W and light intensity of 12 times were obtained, and excitation temperature increased from 1100K to 4900K. Also, during the light emission analysis of the Halogen element, the Ar-ICP literature value and comparison showed that the sensitivity of the element is about 550 times that of the element, but it is 1.5 ppm, and the sensitivity of the element is about 150 times that of the element. The limit of 4.1 ppm is detected. The results of this study are as follows: In addition, the constant electric power operation is characterized by the saturation tendency of the emitted light intensity and the excitation temperature. The trace element analysis method is applied to the analysis of trace elements.

项目成果

H.Yabuta, A.Okino et al.: "Design and Evaluation of Dual Inlet ICP Torch for Low Gas Consumption"J.Anal.At.Spectrom.. 17,9. 1090-1095 (2002)

H.Yabuta、A.Okino 等人：“低气体消耗双入口 ICP 炬管的设计和评估”J.Anal.At.Spectrom.. 17,9。

数田泰伸, 沖野晃俊, ほか: "パルス変調によるヘリウム誘導結合プラズマの生成とその特性測定"分析化学 (Bunseki Kagaku). 51・2. 105-110 (2002)

Yasunobu Kazuda、Akitoshi Okino 等：“通过脉冲调制产生氦感应耦合等离子体及其特性的测量”分析化学（Bunseki Kagaku） 51・2（2002 年）。

宮原秀一, 沖野晃俊ほか: "水素添加によるヘリウム誘導結合プラズマの分光学的特性の改善"分析化学. 51,10. 937-942 (2002)

Shuichi Miyahara、Akitoshi Okino 等人：“通过添加氢改善氦感应耦合等离子体的光谱特性”分析化学 51,10 (2002)。

薮田泰伸, 沖野晃俊ほか: "パルス変調によるヘリウム誘導結合プラズマの生成とその特性測定"分析化学. 51,2. 105-110 (2002)

Yasunobu Yabuta、Akitoshi Okino 等人：“通过脉冲调制产生氦感应耦合等离子体并测量其特性”，分析化学 51,2（2002）。