AbstractThe plasma exhaust processing plant of fusion reactors require on-line analysis of gas streams to monitor various gas compositions. The resolution of an Omegatron increases with decreasing mass and it can easily discriminate between all the 20+ species of ions between masses 1 and 9, except between T+ and He3+ ions. The Omegatron is a candidate device for gas analysis, it is small, simple to operate and relatively inexpensive. The disadvantages are the upper pressure limit of about 1.0E−6 mbar and low output currents, typically less than 1.0E−11 A, which give slow response times. The Omegatron at the Tritium Laboratory Karlsruhe is well established and has been used successfully for qualitative analyses of tritiated gas mixtures. Quantitative measurements on known gas mixtures up to mass 28 have revealed several anomalies, particularly when helium is present. Work to explain this effect is reported. The gas in the mass spectrometer has to be a representative sample and be introduced in a reasonable timescale. A potential pumping and expansion arrangement is described. The Omegatron is highly suited to computer control as the cyclotron frequencies of the various ions are precisely known and techniques to control the Omegatron and evaluate the results are proposed.
核融合炉のプラズマ排気処理には、様々なガス組成のオンライン分析によるガス流の監視が必要である。オメガトロンの分解能は質量の減少に伴って向上し、質量1から9の間の20種類以上のイオン種を容易に識別できるが、T⁺とHe³⁺の間の識別は例外である。オメガトロンはガス分析装置の候補であり、小型で、操作が簡単で、比較的安価である。欠点としては、動作圧力の上限が約1.0×10⁻⁶ mbarであることと、出力電流が typically 1.0×10⁻¹¹ A 未満と小さく、応答時間が遅いことが挙げられる。カールスルーエ・トリチウム研究所のオメガトロンは十分に確立されており、トリチウム含有ガス混合物の定性分析に成功している。質量28までの既知ガス混合物を用いた定量測定では、特にヘリウムが存在する場合にいくつかの異常が明らかになった。この効果を説明するための研究が報告されている。質量分析計内のガスは代表的な試料である必要があり、合理的な時間スケールで導入されなければならない。ポンプ輸送と膨張の構成が提案されている。オメガトロンは、様々なイオンのサイクロトロン周波数が正確に既知であるため、コンピュータ制御に非常に適しており、オメガトロンを制御し結果を評価するための技術が提案されている。