Действие - масс-спектрометр
Cтраница 3
Радиочастотные масс-спектрометры применяются в основном для анализа ионного и молекулярного состава верхних слоев атмосферы. Действие масс-спектрометра основано на разделении положительных ионов, различающихся отношением массы к заряду, в зависимости от степени прироста их энергии в высокочастотных электрических полях. [31]
 |
Схема потока в масс-спекгрометре. [32] |
Масс-спектрометр ионизирует молекулы газа в условиях низкого давления и классифицирует образующиеся молекулярные и осколочные ионы в соответствии с их массами [ VI. Схема действия масс-спектрометра показана на рис. VI. Подлежащий анализу газ в количестве около 0 2 см3 при давлении I ат помещают в баллон напуска. Масс-спектрометр может иметь также устройства, обеспечивающие испарение жидкостей с целью последующего анализа их в парообразном состоянии при низком давлении. Из баллона напуска поток газа через диафрагму ( 10 - 15 мк) поступает в ионизационную камеру, в которой происходит ионизация и диссоциация молекул и образование осколочных и молекулярных ионов. Ионизированные частицы под действием высокого напряжения приобретают ускорение и проходят через щель в магнитное поле. Эти частицы отклоняются магнитным полем в соответствии с их массой и фокусируются на выходную щель и коллектор. Ток в цепи коллектора усиливается и регистрируется. Изменяя ускоряющее напряжение ионов, можно получить спектр заряженных частиц с массой от I до 250 и более. [33]
 |
Схема патока в масс-спектрометре. [34] |
Масс-спектрометр ионизирует молекулы газа в условиях низкого давления и классифицирует образующиеся молекулярные и осколочные ионы в соответствии с их массами [ VI. Схема действия масс-спектрометра показана на рис. VI. Подлежащий анализу газ в количестве около 0 2 см3 при давлении 1 ат помещают в баллон напуска. Масс-спектрометр может иметь также устройства, обеспечивающие испарение жидкостей с целью последующего анализа их в парообразном состоянии при низком давлении. Из баллона напуска поток газа через диафрагму ( 10 - 15 мк) поступает в ионизационную камеру, в которой происходит ионизация и диссоциация молекул и образование осколочных и молекулярных ионов. Ионизированные частицы под действием высокого напряжения приобретают ускорение и проходят через щель в магнитное поле. Эти частицы отклоняются магнитным полем в соответствии с их массой и фокусируются на выходную щель и коллектор. Ток в цепи коллектора усиливается и регистрируется. Изменяя ускоряющее напряжение ионов, можно получить спектр заряженных частиц с массой от 1 до 250 и более. [35]
Масс-спектрометр ионизирует молекулы газа в условиях низкого давления и классифицирует образующиеся молекулярные и осколочные ионы в соответствии с их массами [ VI. Схема действия масс-спектрометра показана на рис. VI. Подлежащий анализу газ в количестве около 0 2 см3 при давлении 1 ат помещают в баллон напуска. Масс-спектрометр может иметь также устройства, обеспечивающие испарение жидкостей с целью последующего анализа их в парообразном состоянии при низком давлении. Из баллона напуска поток газа через диафрагму ( 10 - 15 мк) поступает в ионизационную камеру, в которой происходит ионизация и диссоциация молекул и образование осколочных и молекулярных ионов. Ионизированные частицы под действием высокого напряжения приобретают ускорение и проходят через щель в магнитное поле. Эти частицы отклоняются магнитным полем в соответствии с их массой и фокусируются на выходную щель и коллектор. Ток в цепи коллектора усиливается и регистрируется. Изменяя ускоряющее напряжение ионов, можно получить спектр заряженных частиц с массой от 1 до 250 и более. [37]
Из предыдущего уравнения следует, что ионы с различными отношениями массы к заряду т / е получают при ускорении неодинаковые скорости. На этом различии скоростей основано действие масс-спектрометров, которые называются времяпролетными. В приборах этого типа потенциал на ускоряющую пластину подается импульсами. В течение каждого отдельного импульса все ионы приобретают одинаковую энергию, затем они направляются в область дрейфа, свободную от поля, где пролетают расстояние в 40 - 200 см, а затем попадают на катод вторично-электронного умножителя, входящего в состав детектирующего устройства. [38]
Существует много различных типов масс-спектрометров. Большинство основных принципов масс-спектрометрии можно продемонстрировать, описав принцип действия простого масс-спектрометра, изображенного на рис. 16.1. Образец, находящийся в емкости, вводится через отверстие, входит в ионный источник а и проходит через электронный пучок в точке в, пучок обозначен штриховой линией. При взаимодействии образца с электронами, имеющими достаточную энергию, образуются положительные ионы, движущиеся по направлению к ускоряющим пластинам г и д, поскольку между задней стенкой ( напускной щелью) и передней стенкой этого устройства существует небольшая разность потенциалов. Отрицательные ионы притягиваются задней стенкой, которая заряжена положительно относительно передней стенки, и разряжаются на ней. Заряженные ионы движутся по круговой орбите под влиянием магнитного поля. Радиус полуокружности г зависит от следующих параметров: 1) ускоряющего потенциала К ( т.е. от разности потенциалов между ускоряющими пластинами г и д), 2) массы иона т, 3) заряда иона е и 4) напряженности магнитного поля Я. [39]
Траектории движения некоторых газообразных ионов, различающихся изотопным составом и не обладающих одинаковой кинетической энергией, в магнитном пол имеют разную кривизну. Поэтому пучки этих ионов могут быть собраны раздельно. На этом принципе основано действие масс-спектрометров и масс-спектрографов, применяющихся для определения количеств и атомных весов изотопов. Этот принцип может быть использован для разделения микроколичеств любого элемента, который может ионизоваться в масс-спектрометре. Изотопы, разделенные этим методом, были использованы в первых экспериментах, проводимых с целью доказать возможность деления изотопа U235 медленными нейтронами. [40]
Страницы: 1 2 3