Масс-спектрометр
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е н1>873306
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Сотаиапистимесиик
Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 02.01.80(21) 286IIOg/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (53)M. Кл.
Н 01 1 49/30
В OI D 59/44
3Ьвударстванныб квинтет
СССР вв делам нзобретенн11 н етнрытнй
Опубликовано 15.10.81, Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 17.10.81 (53) Уд К 621 . .384(088.8) (72) Авторы изобретения
Т.Я. Фишкова и Е.В. Лпак т
1
Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе f (71) Заявитель (54) МАСС-CIIEKTPOMETP
Изобретение относится к масс-спект-рометрии заряженных частиц, Известны магнитные масс-спектрометры можно разделять на два основных класса: с однородными и неоднородными анализирующими магнитными полями.
Известен статический масс-спектрометр, содержащий источник заряженных частиц, анализатор с однородным магt6 нитным полем, представляющий собой секторный магнит и приемник. Спекторный магнит образован двумя плоскими полюсами с прямолинейными границами, направленными вдоль радиусов. т5
Величина удельной дисперсии (отношение линейной дйсперсии к произведению электронно-оптического увеличения прибора на длину пути ионов от источника до приемника) секторного магнита на 1Х изменения массы составляет
1-3 мм/м jl).
Недостатком данного анализатора является низкая дисперсия.
Увеличение дисперсии ведет к «ов- 3 растанию массы магнита пропорционально кубу радиуса средней траектории заряженных частиц. . Известен также призменный массспектрометр, анализатор которого представляет собой магнит с полю .ами, имеющими форму прямоугольников, вытянутых в одном направлении. Величина удельной дисперсии призменного массспектрометра на 1Х изменения массы равна 5-7 мм/м (2).
Недостатками известного прибора являются сравнительно малая дисперсия и большие габариты, вследствие сильной вытянутости полюсов призмы в одном направлении, необходимой для обеспечения двумерности поля.
Наиболее близким техническим ре !ением является статический масс-спект-рометр с неоднородным анализирующим аксиально"симметричным магнитным нолем, содержащий источник попов, ан;! лизатор в виде магнита, прп(мнив 3 87330 ионов и схему питания. Анализатор известного спектрометра образован .двумя коническими полюсами, расположенными под углом друг к другу.
Напряженность магнитного поля в них спадает от центра к периферии, а закон изменения поля определяется углом наклона полюсов и распределением плотности витков питающих катушек.
Величина удельной дисперсии масс10 спектрометров с неоднородным полем на iX изменения массы составляет
6-7. мм/м ГЗ). Недостатком известного масс-спектрометра является сравнительно малая дисперсия. Кроме того, необходимость создания намотки со строго заданным законом распределения витков ведЕт к погрешности в создании магнитного поля нужной конфигурации, что дополнительно приводит к снижению дисперсии.
Цель изобретения — повышение разрешающей способности. масс-спектрометра, Цель достигается тем, что в массспектрометре заряженных частиц, содержащем источник ионов, анализатор в виде электромагнита, приемник ионов и схему питания, ярмо электромагнита анализатора выполнено в виде двух пластин, образующйх прямой двугранный угол, и соединено с полюсом, расположенным симметрично относительно плоскости, проходящей через ребро двугранного угла и делящий его пополам, причем ось источника ионов на входе в анализатор находится на расстоя3S нии, составляющем 0,2-0,6 расстояния от ребра двугранного угла до полюса.
Магнитное поле предлагаемого масс40 спектрометра имеет плоскость симметрии и меняется по линейному закону, возрастая от ребра двугранного угла к полюсу.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого масс-спектрометра в горизон- .45 тальной (XOZ) и вертикальной (YOZ) плоскостях; на фиг. 2 — поперечное сечение анализатора предлагаемого масс-спектрометра.
Предлагаемый масс-спектрометр заряженных частиц (фиг..1) состоит иэ источника 1 ионов, анализатора 2, фокусирующих астигматичных линз. 3 и 4, приемника 5 и схемы питания (не изображена). Магнитный анализатор 2 ы (фиг. 2) состоит из полюса 6 с обмоткой 7 и ярма 8, состоящего иэ двух дластин, образующих. прямой двугран6 4 ный угол, и магнитопровода 8, соединяющего двугранный .угол с полюсом.
Работа предлагаемого устройства состоит в следующем. Пучок выходит из источника 1 ионов, ось которого расположена под углом 0-1,2 рад. к границе магнитного поля. При этом ось источника 1 ионов на входе в анализатор находится на расстоянии
0,2-0,6 расстояния от ребра двугранного угла до полюса. Затем пучок попадает в магнитный анализатор 2, в котором .происходит разделение пучка по массам таким образом, что при данной силе магнитного поля ионы одинаковой массы попадают в приемник 5.
При этом электростатические линзы
3 и 4 .осуществляют фокусировку по углу одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Предлагаемый масс-спектрометр заряженных частиц, обладая высокой дисперсией и разрешающей способностью, на порядок большей, чем у массспектрометров с однородным полем, и в два раза большей, чем у массспектрометров с неоднородным полем, имеет более простую конструкцию (анализатор однополюсного типа), а также меньшие габариты.
Формула изобретения
Масс-спектрометр, содержащий источник ионов, анализатор в виде электромагнита, приемник ионов и схему питания, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, ярмо электромагнита выполнено в виде двух пластин, образующих прямой двугранный угол, и соединено с полюсом, расположенным симметрично относительно плоскости, проходящей через ребро двугранного угла и делящей его пополам, причем ось источника ионов на входе в анализатор находится на расстоянии, составляющем 0,2-0,6 расстояния от ребра двугранного угла до полюса.
Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе
1. Сысоев А.А.. Чупахин M.C. Введение в масс-спектрометрию. M., Атомиздат. 1977. с. 38, 2. Кельман В.М. Карецкая С.П. Федулина Л.В. Якушев Е.И. Электроннооптические элементы призменных спектрометров заряженных частиц. ,Изд-во "Наука Казахской CCP" АлмаАга, )979, с. 63-83, 89-98. е. 873306
3..Шеховцев Н.А. Магнитные масс» спектрометры. М., Атомиздат, 197I, с. 33-52 (прототип).
ВНИИПИ Заказ 9
Тираж 787 Подписи
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4