Работа поверхностной ионизации

Метод поверхностной ионизации, разработанный Ионовым с сотр. [28] и примененный для определения потенциалов ионизации редкоземельных элементов и урана, основан на поверхностной ионизации атомов на раскаленном вольфраме. При потенциале ионизации, существенно превышающем работу выхода электронов из вольфрама, логарифм ионного тока оказывается линейной функцией обратного значения температуры поверхности. [c.13]

После обзора Притчарда было опубликовано еще три экспериментальных исследования, в которых определялось значение А (Р), и ряд теоретических и полуэмпирических оценок этой величины (см. [2768]). В работах Бакулиной и Ионова [83, 84] при помощи масс-спектрометра были измерены отношения токов отрицательных ионов двух галогенов, образующихся при одновременной поверхностной ионизации паров их щелочных солей. В результате измерения отношения ионных токов, при попарном введении КР, КС1, КВг и KJв работе [84] были определены с высокой точностью разности (в ккал г- атом) в величинах сродства к электрону атомов всех галогенов [c.244]

Этот метод нашел широкое применение [2116], хотя он и не может быть использован для всех элементов при его помощи были исследованы 54 стабильных элемента. Демпстер [455] установил, что источник с поверхностной ионизацией пригоден для исследования изотопных соотношений в приборах с фокусировкой по направлению, и распределение по энергиям образующихся ионов составляет 0,2 эв. Отношение заряженных и незаряженных частиц п /пц, образующихся при испарении веществ с потенциалом ионизации ср с поверхности, характеризующейся работой выхода , при абсолютной температуре Т определяется выражением [1211] [c.123]

Был описан также масс-спектрометр для анализа лития путем испарения нитрата лития методом поверхностной ионизации [168]. Прибор представляет собой три Y-образные конструкции, расположенные под углом 120° одна к другой. Две из них представляют собой ионные источники, третий — коллекторную систему. Каждый из источников и коллектор образуют 60-градусный секторный масс-спектрометр, и путем обращения магнитного поля каждый из источников может быть включен в работу. Источники снабжены запорными вентилями, обеспечивающими возможность вскрытия источника без повышения давления до атмосферного в анализаторной трубке. Использование двух источников уменьшает время откачки, и анализ может проводиться непрерывно со скоростью 3 образца в час. [c.127]

Несмотря на невозможность полного описания высоковакуумных систем, применяемых в различных масс-спектроскопах, этот вопрос не может быть совершенно обойден в настоящей монографии. Необходимо подчеркнуть, что успешная работа масс-спектрометра в известной степени зависит от правильного понимания факторов, связанных с получением высокого вакуума и с ограничениями, налагаемыми характеристикой оборудования, которые не позволяют получить желаемую степень разряжения. Следует сослаться на ряд ценных книг по высоковакуумной технике [1317, 1677, 2197], где рассмотрены типы форвакуумных и диффузионных насосов, с помощью которых достигается предельное давление, приборы измерения давления и принципиальное устройство охлаждаемых ловушек и вакуумных линий. Выбор материала для построения вакуумной системы связан с областью применения данного прибора и с обеспечением возможности быстрого ремонта и модификации в процессе работы. Сложность системы, используемой для введения образца, зависит от разнообразия проблем, изучаемых на этом приборе. Например, проблемы, связанные с анализом твердых материалов при использовании источников с поверхностной ионизацией, требуют совершенно иной аппаратуры по сравнению с анализом очень малых количеств газовых образцов. Ввиду того что привести детальное рассмотрение всей области применения невозможно, следует сконцентрировать внимание на требованиях, предъявляемых к системам для исследования образцов промышленности органической химии. [c.144]

Преимущества источников с поверхностной ионизацией для изучения ряда актинидов обсуждались в работе Холла и Волтера [39]. Высокая точность и чувствительность — характерные черты источника, используемого в этой работе. Определение числа образующихся ионов как функции температуры ленты дало качественную характеристику процесса ионизации для каждого из полученных элементов. [c.120]

Большинство исследований, при которых происходит фракционирование, имеет существенный недостаток — изменение со временем состава испаряемого вещества в резервуаре, из которого осуществляется напуск. Тот же эффект наблюдается при работе источника с поверхностной ионизацией. Применение системы, интегрирующей суммарные ионные токи изотопов при полном испарении образца, исключает ошибки эффекта фракционирования. Так, Лу [108] вместо сложных вы- [c.135]

Известно три возможных механизма ионообразования в ТИДе первый — непосредственное влияние анализируемых примесей на работу выхода щелочного иона, т. е. поверхностная ионизация. По такому принципу работает галоидный течеискатель [5], детектор Кремер [6, 7] и др. второй — влияние примесей на скорость испарения соли щелочного металла с последующей диссоциацией в пламени [1, 8] третий — химическая ионизация в пламени, содержащем пары щелочного металла, при попадании туда примесей фосфор-органичесКих соединений [4, 9]. [c.38]

В данной работе использовалась электролитическая подача атомов цезия к пористому вольфрамовому ионизатору через твердую мембрану из цезиевого стекла. Принцип электролитического введения щелочных металлов через соответствующие стекла в вакуумную полость хорошо известен и описан в ряде работ отечественных и зарубежных авторов [5—7]. Такой способ подачи весьма перспективен, так как позволяет проводить исследование поверхностной ионизации с высокой точностью., [c.87]

Процесс ионизации атомов щелочных металлов на поверхности щелочного стекла с последующим их перемещением под действием поля Б отрицательные вакансии стекла аналогичен поверхностной ионизации атомов щелочных металлов на нагретых поверхностях с большой работой выхода электрона. Щелочное стекло является типичным изолятором для электронов и в то же время оно обладает ионной проводимостью. В таких условиях положительная поверхностная ионизация атомов щелочных металлов на поверхности стекла немыслима без адсорбции на поверхностных дефектах. Адсорбированные на поверхности атомы играют роль примесей , которым соответствуют локальные поверхностные энергетические уровни [2]. При этом характер связи адсорбированных частиц с поверхностью стекла может быть весьма различным, включая как прочную ионную или гомеополярную связь, так и относительно слабую гомеополярную. Существенный интерес для [c.93]

До сих пор при сравнительно низких температурах 1000° С заряженные частицы обнаружены лишь в насыщенном паре систем, содержащих галогениды щелочны.х металлов. В масс-спектральных экспериментах ионы в газовой фазе образуются, по-видимому, за счет поверхностной ионизации [14—16], а этот процесс протекает лишь в том случае, когда работа выхода электрона с поверхности сравнима с потенциалом ионизации молекул. Диссоциация в насыщенном паре (второй процесс, [c.111]

Эмиссия положительных ионов с анода происходит в основном за счет поверхностной ионизации. Плотность тока за счет поверхностной ионизации ограничивается температурой анода и разностью между потенциалом ионизации и работой выхода [2] [c.315]

Рассматриваемый источник, так же как и фотоионизационный, позволяет работать при низких температурах для изучения термически нестабильных соединений. Действие сильного электрического поля 10 в/см снижает температуру образования ионов при поверхностной ионизации. Значительные ионные токи наблюдались при исследовании хлористого калия и цезия под действием таких полей при 50° [1026]. [c.134]

В которой эффективное значение работы выхода фи неоднородной поверхности не зависит от потенциала ионизации частиц V, если разность значений (F — фи) больше 0,5—1,0 в. Следовательно, в рассматриваемом случае рост ионного тока происходит по закону Шоттки, и формула (7) может использоваться для определения потенциала ионизации слабоионизирующих частиц, а также и для экспериментального определения эффективного значения работы выхода ф для поверхностной ионизации на неоднородных эмиттерах. Практическая контрастность неоднородной поверхности по отношению к ионной и электронной эмиссии фи — фя для тугоплавких металлов составляет [c.140]

Различают три возможных механизма образования двойного электрического слоя. Согласно одному из ннх двойной электрический слон образуется в результате перехода нонов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Например, с поверхности металла в газовую фазу переходят электроны, образуя со стороны газовой фазы электронное облако. Количественной характеристикой такого перехода может слуя ить работа выхода электрона. Интенсивность электронного потока увеличивается с повышением температуры (термоэлектронная эмиссия). В результате поверхность металла приобретает положительный заряд, а газовая фаза — отрицательный. Возникший электрический потен-инал на границе раздела фаз препятствует дальнейшему переходу электронов — наступает равновесие, при котором положительный заряд поверхности металла скомпенсирован отрицательным зарядом, созданным электронами в газовой фазе, т. е. формируется двойной электрический слой. [c.45]

Поверхностная ионизация-осн. метод в изотопной М.-с. В-во наносится на пов-сть ленты из Re, W или Та. к-рая нагревается до 2000-2500 К. Бели потенциал ионизации в-ва меньше работы вькода электрона из металла ленты, то часть молекул или атомов покидает ее пов-сть в ионизир. состо5гаии. В нек-рьк случаях молекула может захватывать электрон из металла и образовывать отрицательно заряженные ионы. [c.660]

В лаборатории плазму обычно создают в электрическом поле, (Степень ионизации, которая может быть достигнута при термическом нагреве газа, недостаточно высока, хотя и можно получить высокоионизованную плазму низкой плотности и температуры при поверхностной ионизации). Взаимодействие приложенного электрического поля и газа, которое прн определенных условиях приводит к газовому разряду, в общем весьма сложно. Однако в отсутствие магнитного поля газовый разряд достаточно понятен и свойства плазмы могут быть рассчитаны. Более трудно получить надежную информацию о роли нейтральных частиц. Очевидно, что уровень работы в области плазменного разделения нзотопов прямо соответствует уровню понимания свойств плазмы. Разделение изотопов получено в газовых разрядах постоянного, переменного и импульсного токов. Разделение в нейтральном газе с использованием плазмы в качестве вспомогательной среды представляется более сложным подходом к решению задачи. Но поскольку нейтральные частицы всегда присутствуют в газовом разряде, подобные процессы могут происходить и в установках, рассчитанных на полностью ионизованную плазму. К настоящему времени большинство экспериментов выполнено на инертных газах. Исследовалась также урановая плазма была получена плазма высокой плотности в сильноточной дуге (урановую плазму низкой плотности можно получить путем поверхностной ионизации). [c.277]

В работах Бакулиной и Ионова [83, 84] методом поверхностной ионизации были определены разности в величинах сродства к электрону атомов всех галогенов (см. стр. 244). Однако абсолютное значение величины Л (Вг) не определялось, а было принято по работе [3330]. Бэйли [623] на основании масс-спектрометрического измерения концентрации ионов при испарении КВг нашел Л (Вг) = —80,9+ 1,5 ккал г-атом -. Кубиччотти [1229] получил Л(Вг) = — 79,5+ ккал г-атом в результате расчета по циклу Борна—Габерана основании известных в литературе теплот образования галоидных соединений щелочных металлов, одноатомных галогенов и щелочных металлов в газообразном состоянии и энергии кристаллической решетки соответствующих солей, вычисленной теоретически в работе [1229]" . [c.275]

Этот тип источников называют иногда источниками термической эмиссии. Их использовали в самых первых работах. Получение положительных ионов методом поверхностной ионизации было открыто Герке и Рейхенгеймом [721, 722]. Сущность явления состоит в том, что вещества с раскаленной поверхности могут испаряться в виде положительных ионов. [c.123]

Различные типы многоколлекторных систем могут быть использованы для уменьшения влияния интенсивности ионного пучка при измерении на втором коллекторе части от общего ионного тока. Применение этого метода упоминалось в связи с определением распространенностей изотопов (стр. 96). В методе Стивенса и Инграма [1935] некоторая часть ионов каждого изотопа собиралась на тонкой проволочной сетке, помещенной перед коллекторной щелью. Все проволоки в сетке, параллельные одна другой, располагались перпендик5 лярно к оси коллекторной щели. Количество отбираемых ионов в первом приближении не зависело от положения ионного пучка. Хотя регистрируемый спектр выглядел точно так же, как спектр, записанный с одним коллектором, нестабильности в работе ионного источника компенсировались, так как регистрировалось отношение интенсивности тока каждого типа ионов к полному ионному току. В методе Гормана, Джонса и Хиппла [776] часть всех ионов, образующихся в источнике, отбирали и использовали для уменьшения влияния флуктуаций в источнике. Их метод применяется в сочетании с искровым источником для получения сведений об относительных количествах элементов, присутствующих в образце. Метод Стивенса и Инграма более пригоден для источников с поверхностной ионизацией, где интенсивность ионов для отдельных элементов может меняться различно по отношению к общему ионному току, и поэтому обычно измеряются только изотопные отношения. [c.211]

Ветштейн, Демиденко, Лечехлеб [493] сконструировали ионный источник для изотопного анализа следов свинца. Райко, Иоффе и Золотарев [409] описали источник с поверхностной ионизацией для разделения изотопов щелочных металлов. Детали конструкции для высокочастотного ионного источника с разрядом в парах солей приведены в работе [305]. Исследовались изотопы бора в смеси буры с магниевым порошком методом термоионной эмиссии [300]. Акишин и соавторы [8] модифицировали свой прибор для определения состава пара и термодинамических характеристик (давление, теплота сублимации или диссоциации) малолетучих веществ. [c.654]

Поверхностная ионизация, ири которо вещества с и1гз чи-ми нотенциала.ми ионизации могут со значительной вероятностью ионизироваться на горячих поверхностях с достаточно большои работой выхода (например, на платине). Это наиболее типично для щелочных металлов. [c.124]

Исследована поверхностная ионизация на вольфраме металлических серебра и меди. Использован трехнитный ионный источник и 60°-ный магнитный масс-снектро-метр. В диапазоне между 1150 и 2850° К исследовано влияние температуры на ионизационный коэффициент а= N 1 Л о- Ниже 2500° К обнаружено отклонение от простой формулы Лангмюра. Значительное повышение а в этой области объяснено увеличением работы выхода вольфрама, обусловленным адсорбцией кислорода. [c.125]

Основной проблемой масс-спектрометрического анализа твердых тел является необходимость создания ионного пучка, состав которого правильно отражал бы состав образца. Для анализа изотопного состава твердых тел успешно применяются различные способы образования ионов. Одним из них является, например, поверхностная ионизация [5]. Но этот способ непригоден для химического анализа, так как эффективность образования иопов в нем для различных элементов может различаться на несколько порядков. Более приемлем искровой источник ионов он обладает тем преимуществом, что эффективности образования ионов разных элементов в нем сравнимы по величине одна с другой. Однако ионы, выходящие из искрового источника, обладают большим разбросом по энергиям, и, следовательно, для их разделения и регистрации необходим масс-спектрометр с двойной фокусировкой. Это требование, возможно, объясняет отсутствие большого числа работ с исиользовапием искрового источника. [c.140]

Первым масс-спектрометром, специально предназначенным для высокотемпературных термодинамических исследований, был прибор Ингрэма и др., описанный в работе [4]. Его схема и до сих пор — основа конструкции большинства современных масс-спектрометров такого назначения. Эскиз основного узла прибора Ингрэма представлен на рис. III.1. В этом масс-спектрометре молекулярный и ионный пучки расположены соосно, что позволяет максимально приблизить эффузионную камеру к области ионизации, тем самым увеличивая чувствительность прибора. Заряженная диафрагма предотвращает попадание в источник ионов, образованных вблизи эффузионной камеры (за счет поверхностной ионизации или ионизации электронами, нагревающими камеру). Подвижная пластина-заслонка со щелью механически перекрывает молекулярный пучок, позволяя отделять ионы исследуемого вещества от фоновых . Кроме того, с помощью подвижной щели можно получить сведения о распределении плотности в молекулярном пучке [4]. Ингрэм и Дровар [4], описывая действие подвижной заслонки, [c.61]

Исследованию изменения траекторий движения иона в неоднородном магнитном поле посвящена работа Коггесхол-ла [88]. Характерные ошибки, присущие ионной оптике масс-спектрометра с источником с поверхностной ионизацией, описаны Диетзом [99]. Очевидно, ухудшение фокусировки в любом -случае повлечет за собой расширение изображения ионного п)учка, что приведет к значительным трудностям в ре -146 [c.146]

Масс-спектрометрический метод определения радиоактивных элементов отличается рядом особенностей по сравнению с методом определения стабильных изотопов. Первая из них заключается в чрезвычайно малых количествах вещества, которым можно располагать для анализа. Второй является необходимость использовать такой механизм ионизации, который давал бы простейший спектр ионов и, наконец, третья особенность анализа радиоэлементов состоит в возможности использования радиоизлучения для целей их регистрации. Вследствие этого основной задачей всех исследований, проведенных в этой области, являлась разработка ионных источников с наиболее высокой эффективностью и лучшей светосилой. Из всех методов ионообразования наиболее удобным является процесс поверхностной ионизации на раскаленных вольфраме и платине. В работах [44, 152, 153] использовались двухнитные источники. Для нанесения образца на катод источника растворяют нитраты редкоземельных элементов в воде, с помощью микропипетки наносят определенный объем (с точностью до 0,001 мл) в центр катода, края которого предварительно покрывают гидрофобным лаком. Раствор высушивают под инфракрасной лампой. При радиометрическом методе регистрации производят собирание ионов на поверхность фольги или пластинки, которую затем измеряют на торцевом счетчике, снабженном устройством с узкой щелью. Чувствительность (Ммин) этого способа оценивается из уравнения [c.132]

Излагаются результаты газохроматографического определения примесей органических и неорганических веществ в хлоррщах кремния и фосфора. Анализ проводился ва хроматографах < Цвет-4 и Цвет-102 , приспособленных для работы с агрессивными и легкогидролизующииися веществами. Детекторами служили катарометр, пламенно-ионизационный и термоионный поверхностной ионизации. [c.272]

Как и ко всем другим элементарным процессам, к процессу вторичной эмиссии за счёт потенциальной энергии положительного иона приложимы мето Ды волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода электрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона [598]. При этом наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При приближении положительного иона к поверхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором, хотя и малом, расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом не в нормальном состоянии, а в возбуждённом. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении И рода. Справедливост такой точки зрения, как это показывают опыты, подтверждается тем, что эмиссия электронов из металла наблюдается также при непосредственном воздействии на катод имеющихся в газе при разряде метастабильных атомов [585, 586]. В работах [585, 586] указан способ получить пучок метастабильных атомов гелия, заставляя ионы гелия падать под очень острым углом на металлическую поверхность. Скорости вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами гелия, лежали в пределах. от 2 вольт до (0 — 9), где Им —энергия метаста-бильного атома, ср — работа выхода электрона из металла в эл.-в. В случае разряда в гелии при катоде из молибдена скорость вторичных электронов, освобождаемых метастабильными атомами (С/м = 19,77), достигала 15 вольт. Число метастабильных атомов, не теряющих своей энергии на поверхности металла и, следовательно, отражаемых в качестве метастаби-лей же в зависимости от условий опыта, лежало в пределах от 10 до 50%. Наличие процесса поверхностной ионизации, производимой метастабильными атомами, и значение этого эффекта в разряде показаны также опытами Спивака и Рейхруделя [599]. О поверхностной ионизации ударами положительных ионов смотрите также [593, 594, 635—637, 639, 641, 657, 658, 667, 668], отрицательных — [671]. [c.191]

В, С и ё. Если считать, что электроны в объеме и на поверхности ячейки Кнудсена находятся в равновесии (подобное допущение делали Лэнгмюр и Кигдом и Рейман [20] при выводе зависимости степени поверхностной ионизации от температуры) и электронный газ в объеме рассматривать как идеальный, то химические потенциалы электрона в обеих фазах будут одинаковы и при постоянной температуре будут зависеть от величины средней работы выхода электрона с поверхностей металла и исследуемой соли. Предполагая, далее, постоянство этой величины в течение всего эксперимента, получим условие = onst. Это условие вводится нами постулативно и, возможно, в некоторых реальных экспериментах будет нарушено. Изменение составов конденсированной и газовой фазы системы АВ—С необходимо теперь рассматривать как сечение четырехкомпонентной системы А+, В, ё, С при условии [c.101]

Кроме параметров, входящих в уравнение Саха-Ленг-мю-ра, на степень поверхностной ионизации оказывает заметное влияние электрическое поле у поверхности. Роль внешнего электрического поля в поверхностной ионизации подробно изучена в работах Э. Я. Зандберга Учет электрического поля в первом приближении позволяет получить для степени поверхностной ионизации уравнение следующего вида [c.69]

Кроме общих ионообразующих факторов (радиоактивные вещества в земной коре, воде и воздухе, космические лучи, солнечная радиация, электрические заряды в атмосфере и др.), в производственных условиях возможно возникновение мощной ионизации в результате различных химических реакций, электротермических процессов, сгорания твердого, жидкого и газообразного топлива, сварочных работ, поверхностного водяного охлаждения, обработки и транспортировании диэлектриков, при проведении процессов с выделением пыли, в кипящем слое и т. п. Наиболее высокая ионизация наблюдается при электро-и газосварке и в цехах, где имеются кислоты и выделяется пыль или дым. [c.47]

Термоионный тип источников (термоэмиссия, поверхностная ионизация) был предложен Демнстером [5] и разработан Купсманом [6]. Когда материал с (первым) ионизационным потенциалом I (эв) нагревается на поверхности до температуры Т° К с работой выхода (эв), наряду с нейтральными частицами существует определенная вероятность испарения положительных и отрицательных ионов. Относительная интенсивность потока положительных ионов п+ и нейтральных частиц ге определяется уравнением Лангмю-ра — Саха [c.324]