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研究生： 林志龍
論文名稱： 利用核反應分析術分析真空中水氣
指導教授： 陳俊榮
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 原子科學院 - 生醫工程與環境科學系
Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 66
中文關鍵詞： 核反應 、離子束 、真空 、差分抽氣
外文關鍵詞： NRA, ion beam, vacuum, differential pumping
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    • 本實驗設計、組裝了一套差分抽氣系統，經測試改進後可以在一端為一大氣壓下，另一端降至1×10-7torr，而實驗得以觀察從大氣壓抽氣後真空腔表面的水氣變化。此系統裝設至國立清華大學加速器館，9SDH-2加速器上進行實驗，利用NRA(19F+1H□4α+16O)方法，偵測水氣樣品表面水氣訊號。實驗中改變曝水量，以及不同氣壓的氮氣等條件，觀察其結果差異。結果顯示曝露較高的水氣時，γ-ray計數值亦較高，但是離子束在較低真空度下會被阻擋或使離子能量改變而無法產生γ-ray，並且可能改變離子束的帶電量使其電流難以量測。
    本文中亦討論了此實驗差分抽氣系統中，特殊的氣導及氣流現象。在NRA分析結果方面，討論分析了水汽凝結量、γ-ray計數尖峰值、電流計數之延遲等現象。

    摘要-----------------------------------------------------------------------------------i 誌謝-----------------------------------------------------------------------------------ii 目錄----------------------------------------------------------------------------------iii 表目錄--------------------------------------------------------------------------------v 圖目錄-------------------------------------------------------------------------------vi 第一章、 引言-----------------------------------------------------------------------1 第二章、 原理-----------------------------------------------------------------------5 1. 真空中的脫附與吸附-----------------------------------------------5 2. 絕熱膨脹原理--------------------------------------------------------6 3. 核反應分析術原理--------------------------------------------------7 4. 差分抽氣原理--------------------------------------------------------8 第三章、 實驗系統與步驟 -----------------------------------------------------10 1.實驗系統--------------------------------------------------------------10 a.加速器---------------------------------------------------------------10 b.差分抽氣系統------------------------------------------------------12 c. γ-ray偵檢系統------------------------------------------------13 2.實驗步驟--------------------------------------------------------------14 a.離子束準直--------------------------------------------------------14 b.高氣壓NRA實驗 -----------------------------------------------15 3.樣品--------------------------------------------------------------------16 第四章、 結果與討論------------------------------------------------------------18 1.差分抽氣--------------------------------------------------------------18 2.核反應分析(NRA)--- -----------------------------------------------22 第五章、 結論---------------------------------------------------------------------27 參考文獻---------------------------------------------------------------------------29 表------------------------------------------------------------------------------------34 圖------------------------------------------------------------------------------------40 附錄---------------------------------------------------------------------------------64 表目錄 表2-1、核反應特性表----------------------------------------------------------34 表4-1、抽氣實驗結果列表----------------------------------------------------35 表4-2、NRA實驗結果與氣壓列表 -------------------------------------36 表4-2、NRA實驗結果時間列表 ----------------------------------------37 附表一、HNO3成份表----------------------------------------------------------38 附表二、HF成份表-------------------------------------------------------------39 圖目錄 圖2-1、物理吸附與化學吸附位能曲線示意圖-----------------------------40 圖2-2、典型的氣壓與抽氣時間關係曲線-----------------------------------41 圖2-3、水氣凝結量與曝水量關係圖-----------------------------------------42 圖2-4、差分抽氣原理示意圖--------------------------------------------------43 圖3-1、國立清華大學加速器館示意圖--------------------------------------44 圖3-2、銫離子濺射離子源(SNICS)結構圖-----------------------------------45 圖3-3、范氏加速器內部示意圖-----------------------------------------------46 圖3-4、差分抽氣系統圖---------------------------------------------------------47 圖3-5、NaI偵檢系統方塊圖----------------------------------------------------48 圖3-6、P0~P1段局部放大圖-----------------------------------------------------49 圖3-7、化學清洗流程-----------------------------------------------------------50 圖4-1、IQDP1200/80魯氏幫浦抽氣曲線圖----------------------------------51 圖4-2、初步系統抽氣結果-----------------------------------------------------52 圖4-3、系統改良後抽氣結果---------------------------------------------------53 圖4-4、氣導與氣壓的關係圖--------------------------------------------------54 圖4-5、加裝長500mm口徑為6mm氣導管及魯氏幫浦的抽氣結果---------------------------------------------------------------------------------------55 圖4-6、樣品與偵檢器擺放位置上視圖---------------------------------------56 圖4-7、冰靶能譜圖--------------------------------------------------------------57 圖4-8 、氫訊號γ-ray及樣品電流計數值與時間的關係(曝空氣756torr)圖------------------------------------------------------------------------------------58 圖4-9 、氫訊號γ-ray及樣品電流計數值與時間的關係(曝水5torr)圖---------------------------------------------------------------------------------------59 圖4-10、氫訊號γ-ray及樣品電流計數值與時間的關係(曝水10.1torr)圖------------------------------------------------------------------------------------60 圖4-11、氫訊號γ-ray及樣品電流計數值與時間的關係(曝水5.1torr,氮氣759torr)圖--------------------------------------------------------------------61 圖4-12、氫訊號γ-ray及樣品電流計數值與時間關係(曝水9.7torr,氮氣793torr)圖-----------------------------------------------------------------------62 附圖一、核反應分析測量樣品中的氫分布示意圖--------------------------63

    參考文獻

    1. Y. C. Liu, S. C. Wu, J. R. Chen and H. S. Tzeng, "The Outgassing and Pumping Effect of an Ultrahigh Vacuum System" Chinese J. of Physics, 23(4), 273(1985)
    2. H. F. Dylla, D. M. Manos and P. M. LaMarche, “Correlation of outgassing of stainless and aluminum with various surface treatments,”J. Vac. Sci. Technol. A 11, 2623(1993).
    3. John F. O’Hanlon and Jhy-Jer Shieh, “Reduction of water aerosol contamination during pumping of a vacuum chamber from atmospheric pressure,”J. Vac. Sci. Technol. A 9(5), 2802(1991).
    4. 陳俊榮，曾湖興，劉遠中，“鋁合金超高真空系統的研究,”，核子科學 24(1), 25(1987).
    5. Miran Mozetic, “Discharge cleaning with hydrogen plasma,”Vacuum 61, 367(2001).
    6. A. Itoh, Y. Ishikawa and T. Kawabe, “Reduction of outgassing from stainless steel surface by glow discharge cleaning,”J. Vac. Sci. Technol. A 6(4) (1998).
    7. J. R. Chen, G. Y. Hsuing and Y. C. Liu, “Secondary ion mass spectroscopy analysis for aluminum surface treated by glow discharge cleaning,”J. Vac. Sci. Technol. A 13(3) (1995)
    8. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 74th ed. pp. 9(1993~1994)
    9. S.S. Inayoshi, S. Tsukahara, A. Kinbara, “Decrease of water vapor desorption by Si film coating on stainless steel,”Vacuum 53, 281(1999).
    10. K. Tatenuma, K. Uchida, T. Itoh, T. Momose, and H. Ishimaru, “Acquisition of clean ultrahigh vacuum using chemical treatment, ” J. Vac. Sci. Technol. A 16(4), 2693(1998)
    11. S. Takagi and H. Kazama, “Water vapor desorption from Molybdenite,”Vacuum 17(6-8), 719(1996).
    12. Xumin Ding, Eric Garfunkel, Guosheng Dong, Shu Yang and Xia0yyan Hou, “Summary Abstract : The adsorption of water on clean and oxygen-covered Ag(100) studied by high resolution electron energy loss spectroscopy, ”J. Vac. Sci. Technol. A 4(3), 1468(1986)
    13. 楊凱淵，“利用PSD方法研究鋁合金表面水釋氣行為”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，(2000)
    14. 楊佳螢，“水氣在光子引發釋氣實驗系統中的行為探討”，碩士論文，國立清華大學原以科學系，（2001）
    15. 羅文彬，“以二次離子質譜術分析鋁合金表面曝水後受光照射之作用”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，(2004)
    16. 楊財烈，“鋁合金表面曝水後受光照射作用之探討”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，(2003)
    17. 陳志敬，“鋁合金表面水釋氣之研究”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，（2000）
    18. 徐鴻特， “真空中絕熱膨脹作用之探討”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，（2001）
    19. 李仁佑，“真空中絕熱膨脹水氣吸附作用之討論”，碩士論文，國立清華大學原子科學系，(2003)
    20. John F. O’Hanlon,“A User•s Guide to Vacuum Technology,”John Wiley & Sons, New York (1980).
    21. R. A. Nevshupa and J. L. de Segovia, “Outgassing from stainless steel under impact in UHV,”Vacuum 64, 425(2002).
    22. R. A. Nevshupa, J. L. de Segovia and E. A. Deulin, “Outgassing of stainless steel during sliding friction in ultra-high vacuum,”Vacuum 53, 295(1999).
    23. 成島勝也，石丸肇，真空 25(2),16(1982).
    24. F. W. Sears and G. L. Salinger, “Thermodynamics, Kinetic theory and statistical thermodynamics,”3rd, Addison-Wesley, London (1986).
    25. J. R. Chen, G. Y. Hsiung, Y. J. Hsu, S. H. Chang, C. H. Chen, W. S. Lee, J. Y. Ku, C. K. Chan, L. W. Joung and W. T. Chou, “Water adsorption-desorption on aluminum surface,”Applied surface science (169-170), 679 (2001).
    26. J. F. Ziegler, “Stopping Cross-section for Energetic ions in all Elements,” Pergamon, New York (1980)
    27. J. M. Blatt and V. F. Weisskopf,“Theoretical Nuclear Physics,”John Wiley & Sons Inc, New York (1952)
    28. A. Roth, “Vacuum Technology,”Elsevier, New York (1998)
    29. Y. Iwata, F. Fujimoto, E. Vilata, A . Ootuka, K. Komaki, K. Kobayashi, H. Yamashita, Y. Murata,“Detection of H adsorption on W surfaces using 1H(15N,αγ)12C”,Nucl. Instr. And Meth. B33 (1988) 574-577
    30. K. M. Horn, W. A. Lanford,“Observation of the bond-dependent Doppler broadening of the p(15N, αγ)12C nuclear reaction”, Nucl. Instr. And Meth. B29 (1988) 609-620
    31. A. G. Mathewson, J.-P. Bacher, K. Booth, R. S. Calder, G. Dominichini, A. Grillot, N. Hilleret, D. Latorre, F. Le Normand, and W. Unterlerchner,“Comparison of chemical cleaning methods of aluminum alloy vacuum chambers for electron storage rings”, J. Vac. Sci. Technol. A 7(1), 77(1989)
    32. Donald J. Santeler, “Gas-flow experiments in the transition region”, J. Vac. Sci. Technol. A12, 1744 (1994)

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