Аргоновый ионизационный детектор с р-излучением

В последние годы повысился интерес к ионизационным детекторам [5, 6]. В литературе описаны два типа детекторов, действие которых основано на ионизационных процессах пламенно-ионизационный [7—9] и аргоновый ионизационный детектор с ]3-излучением [10—12]. Были сконструированы пламенно-ионизационные и аргоновые детекторы и проведена оценка их в одинаковых аналитических условиях. Цель этой статьи — описать конструкцию и работу таких устройств и представить результаты их сравнительной оценки. [c.46]

В аргоновом ионизационном детекторе использован процесс ионизации органических молекул путем соударений с метастабильными или возбужденными атомами аргона. Радиоактивный источник, обычно р-излучатель, монтируется в камере детектора. р-Излучение большой энергии ионизирует газ-носитель аргон, проходящий через детектор. Электроны, возникающие в результате ионизации при наличии высокого градиента напряжения (600—1200 в), ускоряются и приобретают энергию, достаточную для возбуждения атомов аргона до их метастабильного состояния без значительного образования дополнительного количества ионов аргона. Концентрация метастабильных атомов в детекторе есть функция приложенного напряжения. Метастабильные атомы аргона в свою очередь способны отдавать энергию в присутствии любых молекул, обладающих более низкими потенциалами ионизации, чем энергия метастабильных атомов (11,6 эв). Большинство органических веществ имеет потенциал ионизации ниже 11,6 эв, тогда как для неорганических и редких газов ионизационные потенциалы выше этой величины. [c.52]

АРГОНОВЫЙ ИОНИЗАЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР С Р-ИЗЛУЧЕНИЕМ [c.52]

Ионизационные детекторы с инертными газами отличаются от ионизационных детекторов сечения ионизации прежде всего газом-носителем и более высокой напряженностью электрического поля в камере. В зависимости от используемого газа-носителя различают аргоновый ионизационный детектор (Аг-ИД), гелиевый (Не-ИД) и неоновый (Ке-ИД). Напряженность поля выбирается таким образом, чтобы образовавшиеся под действием ионизующего излучения электроны ускорялись и могли возбудить атомы инертного газа до метастабильного состояния [c.450]

В аргоновом ионизационном детекторе под действием источника радиоактивного р-излучения сначала происходит возбуждение атомов аргона, служащего газом-носителем, и перевод их в мета-стабильное состояние с энергией 11,7 эв. Затем под действием энергии метастабильного возбуждения атомов аргона происходит ионизация молекул компонентов анализируемой смеси. [c.21]

К недостаткам аргоновых ионизационных детекторов следует отнести потребность в очень чистом и осушенном аргоне и ограничения но допустимым температурам термостатирования (порядка 150—225°С), необходимость соблюдения особых мер безопасности в связи с применением источника радиоактивного р-излучения, а также то, что при высоких концентрациях анализируемого вещества их чувствительность существенно ниже, чем при низких, и часто может принимать отрицательные значения. Последнее обстоятельство иногда приводит к раздвоению пика вследствие существенного уменьшения чувствительности детектора при высокой концентрации, отвечающей максимуму пика. [c.21]

В качестве источников радиоактивного излучения в аргоновых ионизационных детекторах используют обычно нестабильные изотопы стронций-90, криптон-85, тритий, прометий-147 [83]. Радиоактивный стронций излучает р-лучи и -лу чи с довольно высокой энергией. Поэтому детекторы со стронцием требуют соблюдения известной осторожности. Так, при активности источника 200 мккюри во избежание серьезной опасности для здоровья нельзя находиться вблизи детектора, извлеченного из защитного свинцового экрана, более 4 час. в неделю. [c.148]

В аргоновом ионизационном детекторе происходят следующие процессы. Сначала происходит некоторая ионизация аргона р-частицами в сильном электрическом поле. Ускорение электронов в поле приводит к образованию метастабильных атомов аргона Аг. Возбуждение аргона, в обычных электрических полях происходит главным образом вблизи анода, и, поскольку аргон является преобладающим компонентом газовой среды, получается высокая концентрация Аг с энергией 11,6 эв. При возвращении в устойчивое состояние Аг испускает ультрафиолетовое излучение. В результате взаимодействия Аг с примесями в газе возникает дополнительный фоновый ток. [c.55]

Приведено описание 4-электродного аргонового ионизационного детектора с приложением Ra 2 в качестве источника излучения. Предложены и описаны 2 метода исследования работы ионизационных детекторов. [c.172]

В аргоновом ионизационном детекторе [36] атомы аргона переходят в возбужденное состояние под воздействием р-излучения. Энергия атомов газа-носителя аргона в возбужденном состоянии превышает энергетический уровень невозбужденного состояния на [c.59]

При использовании аргонового ионизационного детектора газ-носитель, аргон, из колонки поступает в камеру детектора, сходную по устройству с трубкой Гейгера — Мюллера, и ионизируется под действием бомбардирующих его р-частиц. Как уже говорилось в гл. 5, при прохождении положительно заряженных ионов аргона вблизи катода они приобретают электрон и становятся нейтральными. В результате этой рекомбинации образуется рентгеновское излучение, приводящее к ионизации многих атомов аргона. Это вызывает самопроизвольную постоянную ионизацию, в результате чего в трубке Гейгера — Мюллера получается постоянный ток. Если в потоке газа присутствует вещество с потенциалом ионизации, меньшим, чем у аргона, оно взаимодействует с ионами аргона с переносом электрона. В результате атомы вещества приобретают положительный заряд. При подходе к катоду они получают электрон и также становятся нейтральными. Однако в случае большинства органических соединений избыточная энергия рекомбинации не приводит к получению рентгеновского излучения, а вызывает разрывы химических связей. Таким образом, если присутствует такое вещество, ток между электродами уменьшается. Ток в процессе хроматографирования измеряется и регистрируется как функция времени. При этом необходимо предварительно провести калибровку, как и в случае детектора по теплопроводности. Чувствительность детектора этого типа составляет 0,1 мкг. [c.192]

Аргоновый детектор. Действие детектора основано на применении аргона в качестве газа-носителя. Этот тип детектора, разработанный Ловелоком, нечувствителен к небольшим изменениям скорости газа-носителя и температуры [186]. Анализируемые компоненты, как и в упомянутом выше ионизационном детекторе, не разлагаются в процессе детектирования. Аргоновый детектор отличается высокой чувствительностью. Б качестве радиоактивного излучателя также используется Зг , который помещается на цилиндрической поверхности внутри детектора. Из разделительной колонки газ попадает в камеру детектора, проходит пространство, облучаемое радиоактивным препаратом, и выходит из камеры. Под действием излучений Зг в детекторе образуется сравнительно немного ионов аргона. [c.287]

В радиоактивных ионизационных детекторах ионы образуются под действием а- или р-излучения, в зависимости от выбранного для датчика радиоактивного изотопа. Такие детекторы универсальны, практически безынерционны. Разработаны весьма чувствительные типы подобных детекторов, например аргоновый, в котором ионизация веществ индуцируется атомами аргона, возбуждаемыми р-лучами. [c.32]

Потенциалы возбуждения имеют значение только при использовании какого-либо благородного газа как средства аккумуляции энергии излучения в сочетании с ионизационным детектором. При этом потенциал возбуждения газа должен превышать потенциал ионизации определяемых соединений (см. табл. 1). Такое замечание может показаться тривиальным, однако в литературе появились сообщения о том, что аргоновый детектор (11,6 эв) применяли для определения водорода, азота, метана и углекислого газа, имеющих потенциал ионизации 14,4—15,6 эв. Аргоновые детекторы дают небольшой (а иногда отрицательный) сигнал на постоянные газы, если последние присутствуют в больших количествах, но при этом их преимущества не используются полностью. Следовательно, аргоновые детекторы нельзя применять для определения веществ с потенциалами ионизации выше 11,6 эв. Тем самым исключается большинство неорганических газов, кроме аммиака и сероводорода, а также углеводородов с одним и двумя [c.96]

Аргоновый детектор Ловелока. В качестве газа-носителя применяется аргон. Для ионизации молекул аргона применяется радиоактивное излучение. Принцип действия детектора сводится к следующему. При электронной бомбардировке аргона возникают возбужденные метастабильные атомы энергия возбуждения их достигает 11,6 эв. Они в свою очередь ионизируют анализируемые молекулы. Ионизация молекул происходит в том случае,если их потенциал ниже энергии возбуждения атомов аргона. Вследствие этого детектор не пригоден для определения азота, кислорода, метана, двуокиси углерода, паров воды. Он пригоден для определения большинства органических веществ, обладающих низким ионизационным потенциалом.. [c.249]

Существует большое количество детекторов ионизационного типа, основанных на том, что ионы в них образуются в результате радиоактивного излучения, источник которого размещается в специальном контейнере в камере детектора. К ним относятся детектор поперечного сечения ионизации, аргоновый, аргоновый триод-ный, электронозахватный и др. Подробно с этими тина- [c.123]

Как и в аргоновом детекторе, элюат из колонки поступает непосредственно в ионизационную камеру (рис. 70). Однако в отличие от аргонового детектора (см. рис. 67) между разрядной и ионизационной камерами имеется заземленный коллекторный электрод, отводящий свободные заряды, образующиеся в разрядном промежутке. Под действием ультрафиолетового излучения, возникающего в зоне разряда, поступающие из колонки органические соединения ионизируются и ионный ток фиксируется в качестве сигнала детектора. [c.152]

Для ЕСВ -детектора обычно применяется тритий в качестве излучателя. Аналогичным образом применялся аргоновый детектор [472]. Детектор работает так, что молекулы аргона в качестве газа-носителя, в результате высокого напряжения на электродах (>800 в), возбуждаются с помощью как электронов р-излучения, так и вторичных электронов. Высокая чувствительность детектора обусловлена процессом размножения, вызванным влиянием интенсивного электрического поля, что приводит к высокой концентрации метастабильных молекул аргона. Такие метастабильные молекулы ионизируют затем вводимый образец после этого возникающий высокий ионизационный ток регистрируется. [c.67]

В трехэлектродном аргоновом ионизационном детекторе Лавлока (1960), представленном на рис. 38, между анодом и катодом располагается кольцевой электрод таким образом, что на нем измеряется в основном только ионный ток, возникающий в результате ионизации детектируемого вещества метастабильными атомами аргона, в то время как основная масса ионов, образовавшихся при ионизации аргона иод действием излучения, притягивается к катоду. В связи с этим на кольцевом электроде удается регистрировать изменения ионного тока, вызванные присутствием детектируемого вещества, отдельно от фонового тока, подверженного статистическим колебаниям. [c.148]

Ионизационные детекторы представляют собой ионизациовные камеры с встроенным источником ионизирующего излучения. В зависимости от выбора газа-носителя и рабочего напряжения различают электронозахватные детекторы, детекторы сечения ионизации и детекторы с инертным газом, причем последние можно в свою очередь разделить на аргоновые и гелиевые ионизационные детекторы. Рабочие области ионизационных детекторов определяются их вольт-амперными характеристиками (рис. VI.33). [c.428]

При осуществлении тлеющего разряда в гелии максимум энергии выделяется в узких спектральных линиях, лежащих далеко в ультрафиолетовой области. Энергия квантов этого излучения превышает потенциал ионизации большинства органических соединений, что позволяет сконструировать весьма миниатюрный фото-ионизационный детектор [91]. Как и в случае аргонового детектора без радиоактивного изотопа, разряд осуществляется при давлении 1—2 атм в камере с двумя вольфрамовыми электродами — заостренным и плоским, расположенными на расстоянии 0,1— 0,3 мм друг от друга. В камеру с этими электродами поступает вспомогательный поток гелия (30—50 мл1мин). [c.152]

Конструкции детекторов, с помощью которых осуществляли аргоновые методы в режиме ионизационного усиления, были впервые описаны Лавлоком [29, 50—53]. В настоящее время существуют описания большого числа конструкций детекторов и исследования их работы [54—60]. В детекторах применяли -источники (НаО) и различные р-излучатели. Сообщалось также об аргоновом детекторе, не снабженном источником ионизирующего излучения. Имеется [61,62] описание аргонового детектора со вспомогательным разрядом в гелии, из которого электроны поступают к аноду аргоновой камеры детектора под действием электрического поля. Электроды аргоновых детекторов имеют, как правило, либо цилиндрическую, либо асимметричную геометрию (см. рис. 7), что определяет значительную неоднородность электрического поля в камере. В связи с этим электронные соударения, приводящие к ионизации (2.13) и возбуждению (2.14) атомов аргона, локализуются в небольшой приаиодной зоне, называемой реакционной зоной детектора. [c.65]

В работе применен аргоновый детектор Г-13, выполненный по типу трехэлектродного ионизационного аргонового детектора, предлон енного Ловелоком. Рабочее напряжение на аноде 1700 в. Источником р-излучения являлся изотоп прометий-147 0 мкюри). Сигнал детектора умножался усилителем постоянного тока на полупроводниковых триодах ЭМ2-4 с входным сопротивлением 100 гом. [c.168]

Аргоновые детекторы Ловелока являются в настоящее время наиболее чувствительными. Атомы аргона обладают высоким ионизационным потенциалом, Прп воздействн1г радиоактивного излучения возршкает значительное число возбужденпт.тх метастабильных [c.282]

Триодный детектор, в котором осуществляется частичное отделение фонового тока от полезного сигнала, был предложен и исследован Лавлоком [29, 53]. Конструктивно триодный детектор отличается от микроаргонового детектора наличием третьего электрода (кольца), расположенного между анодом и катодом — источником излучения. Этот электрод, называемый обычно коллекторным, собирает полностью только те заряды (положительные ионы), которые образуются в реакционной зоне в результате процессов ионизационного усиления. Положительные заряды, образующиеся в результате первичной ионизации 5-частицами, в основном собираются источником излучения и корпусом детектора. Если коэффициент ионизационного усиления в чистом газе-носителе невелик (ехрге 1), то фоновый ток три-одного детектора, измеренный в цепи коллекторного электрода, много меньше фонового тока микродетектора, работающего в аналогичных условиях. В этом случае введение третьего электрода позволяет увеличить чувствительность аргонового детектора более чем на порядок. [c.79]

В работе был использован аргоновый детектор конструкции ВНИИКанефтегаз Г-13, выполненный по типу трехэлектродного ионизационного аргонового детектора, предложенного Ловелоком. Рабочее напряжение на аноде 1700 в. Радиоактивный источник р-излучения—ЮщС Рт . Сигнал детектора 54 [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология