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真空排気の実際

 完全な容器、完全な真空排気系、完全な真空はありえない。
そんな話を昨日は致しましたが、なぜか?

その事由についての解説です。

 真空容器(真空チャンバー)は、大気と隔てた境目が完全に
遮断されていて、どんなに小さな漏れも無いように製作し検査
しますが、容器には必ずといっても良いくらい小さな穴から大気
側のガスが流れ込んできます。真空度のレベルにもよりますが
ものによってはジャジャ漏れに近いような音がすることも多々あ
ります。ヘリウムリークディテクターなどによる厳密な検査方法
でテストをしたとしても、漏れは存在するのです。
 また、漏れとは間隔が異なりますが、金属の真空容器(チャン
バー)を気体が透過して容器内にじわじわと湧き出てくることも
あります。この量は極めてすくないものの、染み出してくる気体
を排気しうる真空ポンプが必要です。例えばガラス質はヘリウム
を透過しやすく、ゴムなども同様に透過します。金属でも水素など
僅かに透過します。
 透過とは別に、真空容器の内壁からガスがじわじわと染み出て
くるものもあります。たとえば水分などは顕著です。湿気が多い
季節やわざわざ加湿している実験場などで容器を開放していよう
ものなら容器内面からいつまでも水分が抜けきらず、真空度も
上がらないこととなります。もちろん製造工程の内面処理方法に
よってもガスが抜けにくい小さな凹凸があるような場合も同様に
ガスが出続けることとなります。
 真空ポンプとて完全なものはありえません。理論値や設計値は
相当の排気量・到達真空度の性能を発揮したとしても、限界近く
での性能は、排気量も少なくなり、到達も落ちます。

 これらの要因を考えると、計算上の容器容量に対する真空排気
するポンプで真空排気時間や到達真空度を保証することは極めて
難しいことが経験的にわかります。

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日中のポカポカ陽気でしたので、子供など
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