Масс-спектрометры с неоднородным магнитным полем

Масс-спектрометры с неоднородным магнитным полем [c.33]

Для преодоления указанных затруднений в некоторых работах [13—29] рассматривается возможность использования в масс-спектрометрии неоднородных аксиально симметричных магнитных полей- Однако до настоящего времени неоднородные магнитные поля имели лишь ограниченное применение при диспергировании и фокусировке ионных пучков. [c.33]

Уже отмечалось, что использование неоднородного магнитного поля с коэффициентом неоднородности 0,8— 0,9 позволяет увеличить дисперсию масс-спектрометра. Однако создание прибора, предназначенного для измерения изотопов тяжелых элементов, связано с большими трудностями. Например, при радиусе отклонения ионов г = 200 мм и коэффициенте неоднородности га = 0,9 для системы отклонения на 180° согласно уравнению (2.6) длина траектории пути ионного пучка равна - 2500 мм, что почти в четыре раза больше, чем у прибора с однородным полем. В этом примере источник и приемник ионов удалены от поля приблизительно на 1 м. Расширение пучка ионов в поле при угловой апертуре 2—3° составляет около 100 мм, следовательно, ширина плоской части трубы и полюсных наконечников, создающих поле, должна быть не менее 150 мм. Все это увеличивает габариты трубы и магнита спектрометра, а также сильно усложняет конструкцию вакуумной части прибора. Напомним, что повышение дисперсии и разрешающей силы прибора за счет увеличения длины траектории ионного пучка неизбежно приводит к ослаблению светосилы прибора, так как допустимая плотность ионного тока в пучке обратно пропорциональна квадрату длины ионного пути. [c.38]

Таким образом, у масс-спектрометра, использующего неоднородное магнитное поле с п=1, фокусировку по направлению можно осуществить с помощью круговых границ поля. [c.43]

Сдвоенный масс-спектрометр с использованием неоднородного магнитного поля [c.143]

Независимость функции масс-анализатора диспергировать по массам и фокусировать по направлению позволяет одновременно увеличить разрешающую способность и светосилу масс-спектрометра. Кроме того, магнитное поле с коэффициентом неоднородности, равным единице, представляет большой практический интерес при создании различных масс-спектрометров целевого назначения, так как основные параметры ионной оптики выбираются раздельно, исходя из технических требований, предъявляемых к данному прибору. [c.45]

В последние годы масс-спектрометрическая техника пополнилась большим количеством новых времяпролет-ных, радиочастотных, омегатронных, импульсно-резонансных и других масс-спектрометров без громоздких магнитных отклоняющих систем. Однако параметры этих новых моделей во многих случаях еще не достигли уровня классических масс-спектрометров, использовавщих для отклонения ионов поперечное магнитное поле. Кроме того, в связи с разработкой теории и новых приборов с неоднородным магнитным полем и некоторых новых усовершенствованных моделей с однородным полем классические магнитные масс-спектрометры в настоящее время продолжают все шире проникать в различные области науки и техники. [c.3]

Для практических целей неоднородное магнитное поле было впервые применено в 1946 г. Зигбаном и Сватхолмом [29] для р-спектрометрии. Они выбрали коэффициент неоднородности 0,5, что дает фокусировку при отклонении пучка ионов в магнитном поле на угол п 2. Позднее, в 1952 г., Фишер [15,16] предложил масс-спектрометр со скрещенными полями — радиальным электрическим и неоднородным магнитным. Прибор также имел коэффициент неоднородности 0,5 и обладал фокусировкой ионных пучков по направлению и скоростям. Разрешающая способность этого прибора была лишь в два раза выше, чем у аналогичного прибора, использующего однородное магнитное поле. [c.34]

Несмотря на некоторый проигрыш в светосиле из-за пучка с малым углом раствора, описанный масс-спектрометр позволяет получить дисперсию намного большую, чем в приборах с однородным полем. Так, например, прибор с указанными параметрами имеет дисперсию 27 мм на 1 % разности масс. Для аналогичного прибора с однородным магнитным полем дисперсия была бы 3,5 мм, т. е. почти в восемь раз меньше. Используя неоднородное магнитное поле с относительно высоким коэффициентом неоднородности, Н. Е. Алек-сеевский и др. [36] построили малогабаритный масс-спектрометр высокой разрешающей силы для анализа легких газов. [c.37]

Теоретические и экспериментальные результаты, полученные в работах [37—40, 44], посвященных использованию аксиально симметричных неоднородных магнитных полей, создали предпосылки для конструирования различных модификаций масс-спектрометров, обладающих существенно улучщенными характеристиками. Определились физические основы конструирования приборов, использующих неоднородное магнитное поле. [c.51]

Независимость основных параметров ионнооптической схемы. В отличие от законов для приборов с однородным полем в рассматриваемом поле фокусное расстояние ионнооптической системы не зависит от радиуса отклонения ионных пучков в магнитном поле. В масс-анализаторе с неоднородным магнитным полем, меняющимся обратно пропорционально радиусу отклонения ионов, угол поворота ионов в поле, радиус траектории, фокусное расстояние, форма поперечного сечения ионного пучка и, наконец, угол расходимости ионного пучка можно выбрать, исходя из конкретных требований, предъявляемых к прибору. При конструировании можно независимо друг от друга варьировать величины этих параметров. Таким образом, особенности неоднородного поля облегчают выбор наиболее оптимального варианта геометрии отклоняющей системы масс-спектрометра. [c.52]

Блок-схема типичного масс-спектрометра (рис. 3.2) содержит все главные функциональные части, являющиеся структурной рсновой масс-спектрометров, использующих отклоняющие системы с однородными и неоднородными магнитными полями. [c.60]

Книга посвящена магнитным масс-спектрометрам. Особое внимание уделено приборам, использующим сильно диспергирующее неоднородное аксиально симметричное магнитное поле вида Я,- =Яо о/0- Показанг особенности этого поля, представляющие интерес д дальнейшего повышения светосилы и разрешающей сп> собности масс-анализаторов. [c.2]

Анализ выражений (2.4), (2.5) и (2.9) показывает, что при л = 0 и Ь = оо имеем случай фокусировки в однородном магитном поле, а при га=1 и 6 = 0 ), и / равны бесконечности, следовательно, поле теряет фокусирующие свойства. Варьируя коэффициентом неоднородности между нулем и единицей, можно получить дисперсию любой величины, но при этом, согласно выражению (2.6), меняется /. Следует отметить, что если фокусировка исчезает. Если д-э-О и f- 0, получаем ионную оптику масс-спектрометра с однородным магнитным полем с отклонением ионного пучка на 180°. Обычно выбирают коэффициент п = 0,85-н0,9. Для этих значений фокусное расстояние получается в четыре-пять раз больше радиуса равновесной траектории ионов. Например, для прибора, описанного в работе [14], г = 350 мм, = 0,87, фокусное расстояние равно 1400 мм. Чрезмерное возрастание фокусного расстояния ограничивает использование пучка ионов с большим углом раствора, так как при этом потребуются широкие полюсные наконечники, что создает большие затруднения в выполнении конструкции отклоняющего магнита. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...