熱イオン化質量分析法（Thermal Ionization Mass Spectrometry、TIMS）は、優れた同位体比測定精度、長期安定性、および成熟した計量トレーサビリティ能力を有し、高精度同位体分析の重要な技術プラットフォームとして現在も広く用いられており、地球科学、核科学、天体化学などの分野で不可欠な役割を果たしている。本稿では、TIMSによる高精度かつ低存在比同位体測定のニーズに焦点を当て、近年のイオン源、イオン輸送、質量分析器および検出器などの主要技術の進展を体系的に総説する。特に多重ビームおよび熱キャビティイオン源、イオン化促進材料、二重焦点質量分析器、可変レンズ、遮断レンズおよび高抵抗増幅器のイオン化効率、イオン輸送効率、存在比感度および微量試料測定能力向上に関する進展に重点的に論じ、我が国におけるTIMS機器および主要部品の自主開発成果をまとめる。応用面では、地球年代学、核材料同位体分析と核保障および天体化学などの分野におけるTIMSの代表的応用例を重点的に紹介し、複雑試料、高精度同位体比および超微量試料分析における技術的優位性を分析する。最後に、現行技術の発展と連動して、TIMSが超微量、高感度、知能化および国産化に向かう発展動向を展望し、高精度同位体質量分析技術の更なる発展の参考とする。

熱イオン化質量分析;質量分析器;同位体分析;地質年代学;核科学