(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、該複数の放出チャンバのそれぞれに取り付けられた拡散材料に対向して前記吸蔵チャンバに設けられた複数の分析装置とを備えていることを特徴とする拡散材料の表面反応過程分析装置。
【請求項２】
内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバに設けられた一つの分析装置とを備え、
前記各放出チャンバは、該放出チャンバに取り付けられた拡散材料を前記分析装置に対向させる位置にそれぞれ移動可能であることを特徴とする拡散材料の表面反応過程分析装置。
【請求項３】
内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバに設けられた一つの分析装置とを備え、
前記分析装置は、前記複数の放出チャンバのそれぞれに取り付けられた拡散材料に対向する各位置に移動可能であることを特徴とする拡散材料の表面反応過程分析装置。
【請求項４】
内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバの外部に設けられ前記拡散材料の表面を分析する分析装置とを備え、前記拡散材料は、前記放出チャンバに着脱自在に固定されていることにより、前記放出チャンバから取り外されて前記吸蔵チャンバ外において前記分析装置により表面分析が可能とされていることを特徴とする拡散材料の表面反応過程分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素あるいは重水素が拡散材料中に拡散しながら透過したとき、その拡散試料の反応状態を観察して解析する拡散材料の表面反応過程分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水素あるいは重水素を用いて試料に反応させる従来技術として、特開平８−１６６４７６号公報，同８−１６６４７７号公報に示される技術がある。上記特開平８−１６６４７６号公報（以下、第一の従来技術という）には、パラジウムなどの金属やその合金等の固体に、軽水素と重水素との何れか一方を含ませて作成した試料を、真空容器内でヒーターにより加熱して、試料中で前記何れか一方のガスを移動させ、人為的に核融合反応を引き起こす技術が開示されている。
【０００３】
また、上記特開平８−１６６４７７号公報（以下、第二の従来技術という）には、電解溶液側の電気分解セルと、真空容器と、パラジウム等からなる試料としての陰極電極との間が気密的に閉じられるように装置を構成し、陰極電極と陽極電極とにより電解溶液の電気分解を行うことにより、その際の核反応によって生成された、電解溶液内を通過できない荷電粒子やＸ線を検出できるようにした技術が開示されている。
しかしながら、第一の従来技術では、真空容器を用いその中で核融合反応を誘発するものの、水素或いは重水素を長時間連続的に拡散させることが出来ない。また、この従来技術は、核融合反応の結果発生する放射線を計測するものであり、各反応生成物質（元素変換）を計測するものではない。他方、第二の従来技術では、電解吸蔵を用いているため、核反応生成物が大量に生成される場合を除いて、不純物混入のおそれがあり、計測の正確性に欠けるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開２００１−１６５８５１にはこのような問題点を解決する拡散材料の表面反応過程分析方法及びその装置が提案されている。この技術においては吸蔵室と放出室との間の圧力差を利用して試料への重水素の注入を行っている。しかしながら、上記従来の装置においては、１回の実験では１つの試料のみの分析しかできず、効率的に実験を行うことができなかった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、効率よく実験・分析を行うことができる拡散材料の表面反応過程分析装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、該複数の放出チャンバのそれぞれに取り付けられた拡散材料に対向して前記吸蔵チャンバに設けられた複数の分析装置とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明においては、一つの吸蔵チャンバに対して複数の放出チャンバ及び分析装置の組が設けられているから、一度に複数の試料について実験を行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバに設けられた一つの分析装置とを備え、前記各放出チャンバは、該放出チャンバに取り付けられた拡散材料を前記分析装置に対向させる位置にそれぞれ移動可能であることを特徴とする。
【０００９】
この発明においては、放出チャンバが移動することにより、一つの分析装置によって各放出チャンバに取り付けられた試料を分析することが可能である。なお、分析装置として複数種類の装置を取りつけてもよいが、この場合にも各種類について一台の装置を用いて複数の試料を分析可能である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバに設けられた一つの分析装置とを備え、前記分析装置は、前記複数の放出チャンバのそれぞれに取り付けられた拡散材料に対向する各位置に移動可能であることを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、分析装置が移動することにより、一つの分析装置によって各放出チャンバに取り付けられた試料を分析することが可能である。なお、分析装置として複数種類の装置を取りつけてもよいが、この場合にも各種類について一台の装置を用いて複数の試料を分析可能である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、内部に水素が供給される吸蔵チャンバと、該吸蔵チャンバに水素を供給する水素供給手段と、前記吸蔵チャンバとの間で、水素を拡散し得る拡散材料を互いに気密状態で挟んで配置する複数の放出チャンバと、前記吸蔵チャンバの外部に設けられ前記拡散材料の表面を分析する分析装置とを備え、前記拡散材料は、前記放出チャンバに着脱自在に固定されていることにより、前記放出チャンバから取り外されて前記吸蔵チャンバ外において前記分析装置により表面分析が可能とされていることを特徴とする。
【００１３】
この発明においては、吸蔵チャンバにおいて拡散実験を終えた試料を吸蔵チャンバから取り外し、外部の分析装置にて分析可能である。吸蔵装置に複数の放出チャンバを設けることで、一度に複数の拡散材料について実験を行うことが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の第１実施形態について図１を用いて説明する。本実施形態は、重水素を拡散しうる試料を用いて重水素の透過実験を行い、その後試料表面を分析する工程を行うための装置である。なお、試料としては水素を拡散しながら透過させる材料であり、例えば、パラジウム、チタン、バナジウムを材料に用いたものである。また、以下においては重水素を用いて説明しているが、これに限らず軽水素で代用することも可能である。
図１において、符号１は吸蔵チャンバである。この吸蔵チャンバ１には、重水素ガスタンク２およびバルブ３を備えた重水素供給手段（水素供給手段）４によって重水素が充填されるようになっている。また、符号５は放出チャンバであり、吸蔵チャンバ１との境界位置に設けられる試料（拡散材料）Ａにより互いに気密状態となっている。
放出チャンバ５は複数設けられており、それぞれ試料Ａが取り付けられている。各試料Ａはそれぞれ異なる種類のものであってよい。
【００１５】
符号６は試料Ａの表面を分析する分析装置である。分析装置６は、それぞれ放出チャンバ５と対になって、放出チャンバ５に取り付けられた試料Ａに対向して設けられている。
分析装置６としては、例えば静電アナライザー及びＸ線銃からなるＸＰＳ計測装置、放射線計測器としてのＸ線検出器等、種々のものを使用可能である。
また、各チャンバ（吸蔵チャンバ１，放出チャンバ５）はそれぞれ不図示の真空ポンプにより真空引きされるようになっている。
【００１６】
このように構成された本実施形態においては、以下の工程で実験が行われる。まず、試料Ａを放出チャンバ５に取り付ける。そして重水素供給手段４によって吸蔵チャンバ１内に水素を充填する。放出チャンバ５は不図示の真空ポンプにより真空排気されており、吸蔵チャンバ１に充填された重水素は圧力差によって試料Ａ中を拡散しながら放出チャンバ５側へ透過する。
そして、それぞれの放出チャンバ５に対向して設けられた分析装置６によって試料の表面分析を行う。例えば、ＸＰＳ計測装置により試料表面の状態を計測し、試料表面に存在する物質を計測する。
【００１７】
このように、本実施形態においては、複数の試料Ａを一度に実験・分析することができるため、効率よく実験・分析を行うことができる。
【００１８】
次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態においては、分析装置６は一つ設けられている。
放出チャンバ５は複数設けられており、それぞれ試料Ａが取り付けられている。各試料Ａはそれぞれ異なる種類のものであってよい。分析装置６は、その位置が固定されている一方、各放出チャンバ５は可動式であり、試料Ａが取り付けられたままで、その位置を変えることにより試料Ａと分析装置６とを対向位置させることができる。
【００１９】
このように構成された本実施形態においては、以下の工程で実験が行われる。まず、試料Ａを放出チャンバ５に取り付ける。そして重水素供給手段４によって吸蔵チャンバ１内に水素を充填する。放出チャンバ５は不図示の真空ポンプにより真空排気されており、吸蔵チャンバ１に充填された重水素は圧力差により試料中を拡散しながら放出チャンバ５側へ透過する。
そして、一つの放出チャンバ５と分析装置６とを対向位置させ、分析装置６によって放出チャンバ５に取り付けられた試料Ａの表面を分析する。例えば、ＸＰＳ計測装置により試料表面の状態を計測し、試料表面に存在する物質を計測する。
次いで、次の放出チャンバ５と分析装置６とを対向位置させ、同様に分析装置６によって放出チャンバ５にセットされた試料Ａの表面を分析する。
これを各放出チャンバ５について繰り返す。
【００２０】
このように、本実施形態においては、複数の試料Ａを一度に実験することができるため、効率よく実験・分析を行うことができる。
なお、分析装置６として、複数種類の分析装置を設けても良い。この場合、各分析装置を一種につき一台設け、各放出チャンバ５をそれぞれ可動させて各分析装置に対向位置させ、試料Ａの表面分析を行う。
【００２１】
次に、第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態においては、分析装置６は一つ設けられている。
放出チャンバ５は複数設けられており、各試料Ａはそれぞれ異なる特性を持つこととすることができる。各放出チャンバ５はその位置が固定されている一方、分析装置６は可動式であり、吸蔵チャンバ１に設けられた状態でその位置を変えることにより、分析装置６に対向した位置をとることができる。
【００２２】
このように構成された本実施形態においては、以下の工程で実験が行われる。まず、試料Ａを放出チャンバ５に取り付ける。そして重水素供給手段４によって吸蔵チャンバ１内に水素を充填する。放出チャンバ５は不図示の真空ポンプにより真空排気されており、吸蔵チャンバ１に充填された重水素は圧力差によって試料Ａ中を拡散しながら放出チャンバ５側へ透過する。
そして、一つの放出チャンバ５と分析装置６とを対向位置させ、分析装置６によって放出チャンバ５にセットされた試料Ａの表面を分析する。例えば、ＸＰＳ計測装置により試料表面の状態を計測し、試料表面に存在する物質を計測する。次いで、分析装置６を移動させ、次の放出チャンバ５と分析装置６とを対向位置させ、同様に分析装置６によって放出チャンバ５にセットされた試料Ａの表面を分析する。
これを各放出チャンバ５について繰り返す。
【００２３】
このように、本実施形態においては、複数の試料Ａを一度に実験することができるため、効率よく実験・分析を行うことができる。
なお、分析装置６として、複数種類の分析装置を設けても良い。この場合、各分析装置を一種につき一台設け、分析装置の各種がそれぞれ可動して各放出チャンバ５に対向位置し、試料Ａの表面分析を行う。
【００２４】
次に、第４実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図４に示したように、本実施形態においては、一つの吸蔵チャンバ１に複数の放出チャンバ５が設けられている。放出チャンバ５には試料Ａが着脱自在に固定されている。符号６は吸蔵チャンバ１外に設けられた表面分析装置である。
【００２５】
このように構成された本実施形態においては、以下の工程で実験が行われる。まず、試料Ａを放出チャンバ５に取り付ける。次いで重水素供給手段４によって吸蔵チャンバ１内に水素を充填する。放出チャンバ５は不図示の真空ポンプにより真空排気されており、吸蔵チャンバ１に充填された重水素は圧力差により試料Ａ中を拡散しながら放出チャンバ５側へ透過する。
そして、各放出チャンバ５から試料Ａを取出し、吸蔵チャンバ１の外に設けられた分析装置６によって、試料Ａの表面を分析する。例えば、ＸＰＳ計測装置により試料表面の状態を計測し、試料表面に存在する物質を計測する。
【００２６】
このように、本実施形態においては、複数の試料Ａを一度に実験することができるため、効率よく実験・分析を行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、複数の試料を一度に実験または分析することができるため、効率よく実験・分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態として示した拡散材料の表面反応過程分析装置の構成を示した図である。
【図２】  本発明の第２実施形態として示した拡散材料の表面反応過程分析装置の構成を示した図である。
【図３】  本発明の第３実施形態として示した拡散材料の表面反応過程分析装置の構成を示した図である。
【図４】  本発明の第４実施形態として示した拡散材料の表面反応過程分析装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１  吸蔵チャンバ
４  重水素供給手段（水素供給手段）
５  放出チャンバ
６  分析装置
Ａ  試料（拡散材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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