表面電離型質量分析（TIMS）

概要

TIMSとは？

表面電離型質量分析（TIMS）は、高精度の同位体情報を取得できるよう設計されています。真空下で1枚ないし複数の金属薄膜リボンに電流を通し、イオン群を生成します。生成されたイオン群は、真空下で加速されて磁気セクターに送られ、そこで各イオンのm/z比に応じて分離されたものが、検出システムに導かれます。これら個々のイオンビームに対応する信号を比較することで、精度の高い同位体比が得られます。

当社の最新世代の表面電離型質量分析は、可変マルチコレクター装置で培われてきた40年以上の経験をベースとし、そこに10¹³ Ωのフィードバック抵抗を装備した増幅器などの革新的な機能と、熱イオン化源、バリアブルマルチコレクターシステム、デュアル逆電圧四重極（RPQ）、コンパクト二次電子倍増管といった現場で実証済みのテクノロジーを組み合わせて構成されています。当社の提供する柔軟で包括的なマルチコレクターパッケージは、アプリケーションごとに、デュアル検出器（ファラデー／電子増倍管）、マルチイオンカウンター、RPQなどの最適な構成が行えます。こうした柔軟性を高めているのが10¹³ Ω増幅器であり、ファラデーカップでの微量イオンビームの定量化を可能にしています。

同位体比質量分析

TIMSのメリットとは？

他の同位体比テクニックと比較して、TIMSにはいくつかの大きなメリットがあります。

限られたエネルギー範囲でのイオン生成が可能です。これは高精度の測定値が得られることを意味し、アバンダンス感度はppbレンジに達します。
イオン源の安定性が高く、高精度の同位体比がもたらされます。
サンプルのイオン化と蒸発がさまざまな温度で行えるため、複数の同位体システムを単一フィラメントで測定できます（U-Pbなど）。
より低レベルでの質量分別と一貫した平均により、標準-サンプルブラケットを使用せずに測定を行えます。
フィラメントの加熱および測定オペレーションの完全な自動化が可能です。
イオン源からコレクターへのイオンの透過率は約100%に達します。
プラスとマイナスの両方のイオンが発生可能で、より多様な同位体システムの測定が行えます（OsとWなど）。

アプリケーション

地質年代学

地質年代学では、閉鎖系での放射性崩壊を利用して、特定の地質学的事象が生じた年代を特定します。地球系の地質年代学および放射性トレーサー研究における一般的なTIMSアプリケーションでは、次のものが利用されています。

Rb-Sr
K-Ca

Sm-Nd
U-Th-Pb

コモンリード
Re-Os
Sr、Nd、Pb、Hf、Osの放射性トレーサー

宇宙化学

宇宙化学システムにおける同位体組成測定の多くは、太陽系の進化を規定する核合成プロセスのトレーサー測定として行われています。これには、上記のシステムの測定以外に、主として隕石で行われるような短寿命放射性核種の崩壊測定も含まれます。宇宙化学分野においてTIMSの対象となるシステムには次のものがあります。