AbstractTritium exposure gives rise to a considerable increase in the noise of a mass spectrometer. To avoid this impairment and apply the mass spectrometer to DT burning fusion devices, we developed a tritium compatible quadrupole mass spectrometer with tritium decontamination devices.It was observed that the noise level and width increased with tritium exposure: namely, the noise level increased to 100 times of the initial one owing to cumulative tritium exposure of 0.1 Torr s. The increase in the noise width, on the other hand, was about 30 times. It was confirmed that the increase in the noises is due to the tritium adsorbed on the surfaces of the inner walls of the vacuum system, quadrupole, and detector itself: the tritium in the gas phase played only a minor role. The noise level and width could not be effectively reduced by simple evacuation at room temperature. On the other hand, it was revealed that photon irradiation by halogen lamp caused both the noise level and width to reduce. Photon irradiation by mercury lamp acted similarly. The decontamination (i.e. removal of the adsorbed tritium) is not due to a thermal effect but to photon-induced desorption. These results indicate that the tritium contamination of the mass spectrometer can be removed in-situ by photon irradiation, although an improvement of the pumping system and photon irradiation device should be required.
トリチウム曝露は質量分析計のノイズを著しく増大させる。この障害を回避し、質量分析計をD-T燃焼核融合装置に適用するため、我々はトリチウム除染装置を備えたトリチウム対応四重極質量分析計を開発した。ノイズレベルとノイズ幅はトリチウム曝露とともに増大することが観察された。すなわち、ノイズレベルは0.1 Torr sの累積トリチウム曝露により初期値の100倍に増大した。一方、ノイズ幅の増大は約30倍であった。このノイズ増大は、真空系内壁、四重極、および検出器自体の表面に吸着したトリチウムに起因することが確認され、気相中のトリチウムの寄与はわずかであった。ノイズレベルとノイズ幅は、室温での単純な排気によっては効果的に低減できなかった。一方、ハロゲンランプによる光子照射がノイズレベルとノイズ幅の両方を低減させることが明らかになった。水銀ランプによる光子照射も同様に作用した。この除染（すなわち吸着トリチウムの除去）は熱的効果によるものではなく、光子誘起脱離によるものである。これらの結果は、質量分析計のトリチウム汚染が光子照射によるその場除染によって除去可能であることを示している。ただし、排気系と光子照射装置の改良が必要である。