Trong các lò phản ứng hạt nhân, sự di chuyển và giữ lại heli có thể dẫn đến sự phồng rộp, cứng lại, đứt gãy do hiện tượng rão nghiêm trọng, phồng rộp… Để đảm bảo tuổi thọ của các vật liệu hạt nhân cấu trúc, việc hiểu rõ hơn về cơ chế khuếch tán heli và mô tả sự phân bố của nó dưới bề mặt là vô cùng quan trọng.
So với các kỹ thuật khác thường được sử dụng để phân tích vật liệu hạt nhân như NRA (Phân tích phản ứng hạt nhân), tán xạ ngược proton hoặc phát hiện giật lùi đàn hồi, SIMS cung cấp độ nhạy tốt hơn, dải động rộng và độ phân giải chiều sâu cao, đồng thời cho phép thu được trực tiếp hồ sơ tạp chất mà không cần xử lý toán học.
Trong một nghiên cứu gần đây, sự phân bố heli trong các mẫu Fe đơn tinh thể và đa tinh thể được cấy ghép đã được đo và nồng độ ở mức 5E18 at/cm3 (~60 ppm) trở lên có thể được phát hiện, khẳng định khả năng phân tích chiều sâu vượt trội và giới hạn phát hiện tuyệt vời do các thiết bị IMS 7f/7f-Auto cung cấp.
Việc phát hiện các ion phân tử CsHe+ chứng tỏ là một phương pháp hiệu quả để khắc phục điện thế ion hóa bậc nhất rất cao của heli. Nồng độ ở mức 60 ppm trở lên có thể được đo.
Dữ liệu từ H. Lefaix-Jeuland et al, Nuclear Instru. and Methods in Physics Research B (2013).