В ядерных реакторах миграция и захват гелия может привести к набуханию, уплотнению, серьезному влиянию на ползучесть до разрыва, образованию вздутий и прочее. Чтобы обеспечить долгий срок службы структурных ядерных материалов крайне важно лучше понять процесс диффузии гелия и описать процесс его распределения под поверхностью.
По сравнению с другими распространенными методами анализа ядерных материалов, например анализом методом ядерных реакций (NRA), выявления обратного рассеяния протонов или упругого столкновения атомов, ВИМС имеет более высокую чувствительность, широкий динамический диапазон и высокое разрешение по глубине, а также он позволяет получать профиль распределения примесей без математической обработки данных.
В недавнем исследовании измеряли распределение гелия в имплантированных монокристаллических и поликристаллических образцах железа и его концентрация можно было обнаружить при 5E18 атом./см3 (~60 част./млн) или выше, что подтверждает непревзойденное профилирование по глубине и превосходные пределы обнаружения инструментов IMS 7f/7f-Auto.
Обнаружение молекулярных ионов CsHe+ является эффективным методом преодоления очень высокого первого ионизационного потенциала гелия. Концентрация можно измерить при 60 част./млн и выше.
Данные из статьи Х. Лефэ-Желан (H. Lefaix-Jeuland) и соав., журнал «Nuclear Instru. and Methods in Physics Research B» (2013 г.).