Ограничения источников ионов

ОГРАНИЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ИОНОВ [c.53]

Основные характеристики электромагнитного метода. Разделяемые элементы. Уже отмечалось, что принципиально на электромагнитной установке можно разделить изотопы любого элемента. Но исходное вещество в источнике ионов необходимо испарить и создать в газоразрядном узле давление 10 ч- 10 мм рт. ст. Это накладывает на возможности метода определённые ограничения. [c.295]

Распространённая причина нарушения компенсации и роста потенциала пучка выше допустимого — возникновение колебаний плотности объёмного заряда. Их первопричина — колебания в дуговом разряде в источнике ионов. Как следствие возникших колебаний в пучке развивается динамическая декомпенсация объёмного заряда, которая может привести к полному исчезновению разрешения масс-спектра на приёмнике. Это весьма суш,ественное для практики явление подробно изучено в [12-14] и других работах. Динамическая декомпенсация — еш,ё одно (и существенное) ограничение токов ионных пучков. Но даже при отсутствии колебательных процессов слишком большое Те (при малых по = 10 ° см ) приводит к росту потенциала пучка и ухудшению разрешения изотопных линий. Потому-то и существует упомянутый выше довольно узкий интервал оптимальных давлений в сепарационной камере (2 + 10) 10 мм рт. ст. [c.300]

В 1951 г. Мюллер [37] открыл метод ионного проектора. В этом приборе средой, дающей изображение, является газ, способный к ионизации в поле высокого напряжения вблизи острия образовавшиеся ионы ускоряются в поле в направлении фосфоресцирующего экрана. Так как масса иона (в большинстве случаев гелия) более чем в 7000 раз превышает массу электрона, ограничения разрешающей способности, вытекающие из принципа неопределенности, уменьшаются соответственно в 7000 раз. Поскольку источником ионов служит разбавленный газ, их кинетическую энергию можно сильно уменьшить путем охлаждения. Это дает дополнительное увеличение разрешения за счет уменьшения поперечных компонент момента количества движения. Ионный проектор обычно разрешает атомы, находящиеся друг от друга на расстоянии 2,7 А на изображении в электронном проекторе [c.203]

В масс-спектрографе с классической геометрией Маттауха— Герцога (1934) не осуществляется фокусировка в г-направлении. На рис. 3.12, а изображено расширение пучка, на которое не оказывает влияния ни цилиндрическое электрическое поле, ни магнитное поле. Расширение пучка, если он не ограничен диафрагмами, является характеристикой только источника ионов. Длина спектральных линий равна 2го, если она не ограничена шириной зазора между полюсными наконечниками. Уменьшение ширины зазора приводит только к укорачиванию спектральной [c.93]

Первоначальной целью этого раздела было продемонстрировать, насколько эффективны различные методы коррекции дефектов изображения. Однако имеющихся данных еще недостаточно для такого сравнения. Как можно было ожидать, разрешение зависит главным образом от двух величин оно пропорционально радиусу траектории частиц в электрическом поле и обратно пропорционально ширине входной щели. Только если сделать входную и выходную щели очень узкими, возникает ограничение, связанное с дефектами изображения, и дальнейшее уменьшение ширины входной щели не приводит к пропорциональному возрастанию разрешения (см. прибор 2.3). Можно считать, что это практическое ограничение действует во всех приборах высокого разрешения их разрешение лишь несколько меньше, чем величина, рассчитанная на основании теории первого порядка. В некоторых приборах щели специально расширены, особенно если они используются с искровым источником ионов. Эти масс-спектрометры имеют более низкое разрешение, но лучшую чувствительность. Чтобы определить форму спектральных линий, следует избегать чрезмерных экспозиций, так чтобы гало и фон были невелики. Типичной формой линий, характерной для большинства масс-анализаторов, обладает прибор [c.103]

Ошибки измерений отношения сигналов могут быть связаны с электронным оборудованием. Среди возможных причин следует отметить неточный подбор постоянных времени в измерительных цепях, искажение сигнала, нелинейность усилителей, измерения вне заданных пределов динамического диапазона, небольшое отношение сигнала к шуму. Эти ошибки могут стать критическими, если время измерения мало, но обычно они сводятся к минимуму, если период измерения составляет 0,1 с или больше (время измерения должно превышать длительность одиночного импульса искрового разряда). Во всяком случае, необходимо всегда проверять электронную цепь для того, чтобы определить ограничения, которые могут встретиться при работе с предельно малыми и непостоянными сигналами, с которыми приходится иметь дело в масс-спектрометрии с искровым источником ионов. [c.162]

Большинство применений масс-спектрометрии с искровым источником ионов относится к определению примесей, находящихся в объеме твердых материалов. Для правильной оценки состава образца необходимо принимать особые предосторожности, чтобы быть уверенным в однородности пробы, поскольку на анализ расходуется небольшое количество веп ества. Эта трудность при работе с искровым разрядом превращается в преимущество метода, если требуется проанализировать образцы сочень ограниченными размерами. К анализу микрообъемов относятся две основные задачи исследование изолированных частиц и локальных неоднородностей. При работе с отдельными частицами, такими, как крошечные кристаллы, усы и стружки, трудности возникают при их подготовке и закреплении. Каждый случай следует рассматривать отдельно в зависимости от типа образца и вида информации, которую предстоит получить. [c.319]

Покрытия из суспензий, содержащих частицы с ограниченной растворимостью. Покрытия этого типа в отличие от рассмотренных выше содержат помимо дисперсной фазы разряжающейся на катоде ион второго металла. Это происходит потому, что частицы труднорастворимых веществ могут быть источником ионов, способных разряжаться на катоде с образованием металла. Не исключена возможность и непосредственного восстановления некоторых веществ на катоде. [c.122]

В магнитном время-пролетном масс-спектрометре ионы движутся в постоянном магнитном поле по круговой траектории. В этом спектрометре ионный пучок проходит импульсами с частотой 300 кгц [10]. Ускоряющее электрическое поле падает до нуля раньше, чем ионы (кроме самых легких) выйдут из источника, так что все тяжелые ионы получают равные импульсы, и поэтому в магнитном поле движутся по одной и той же траектории. Так как ионы описывают полную окружность, они фокусируются, давая ионно-оптическое изображение своего пространственного распределения в ионном источнике. Другой тип масс-спектрометра по времени пролета представляет собой прибор, в котором ионы двигаются от источника к коллектору по линейной траектории при отсутствии магнитного поля. В приборе измеряется время дрейфа ионов с известной энергией по длинной ограниченной трубке. Интервал времени между поступлением масс на коллектор [c.7]

У атома алюминия 46 электронных уровней ниже потенциала ионизации, соответствующие примерно 118 линиям в диапазоне 176-1000 нм. Для однозарядного иона А1 существует 226 уровней, они дают примерно 318 линий в диапазоне 160-1000 нм. Частицы А1 I и А1 II испускают относительно простые спектры, т. е. с ограниченным числом линий. В таком же диапазоне длин волн уран может испускать несколько десятков тысяч линий, что приводит, вероятно, к наиболее сложному из наблюдаемых спектров. Однако, если резонансные линии можно наблюдать в любом источнике излучения, то линии, возникающие из высоковозбужденных состояний, можно наблюдать только с [c.14]

Прежде всего об общих принципах эксперимента. Меченый предшественник должен более или менее свободно входить в систему и становиться метаболически эквивалентным эндогенному субстрату, в который требуется ввести метку. Эти требования в общем соблюдаются, например, для ацетат-иона, в меньшей степени—для малонат-иона и часто совершенно не соблюдаются для введенного мевалонат-иона. Конечно, во время эксперимента организм должен продуцировать требуемое соединение из эндогенного субстрата (а не, например, из некоторого накапливаемого позднее промежуточного вещества). Эксперимент должен также обеспечивать возможность отличать проверяемый прямой путь включения от любых других неожиданных и часто в высшей степени косвенных путей. Например, структуры многих поликетидов таковы, что меченый поликетид в результате простых реакций расщепления может стать источником специфически меченного аце-тил-КоА, который затем может включаться в совершенно иное соединение. Еще один пример такие совершенно различные по структуре аминокислоты, как глицин, серии и триптофан, могут являться эффективными предшественниками С-метильных групп количественное сравнение с меченым метионином показывает, что последний представляет собой гораздо лучший предшественник, но результаты с другими аминокислотами могут быть правильно интерпретированы только при наличии определенных данных о промежуточном метаболизме. Соблюдение соответствующих биологических принципов может также оказаться выгодным при выборе наиболее экономичной или наиболее чувствительной методики. Как будет показано ниже, различные применяющиеся в настоящее время изотопы следует вводить в различных количествах этот факт следует учитывать, например, при проведении предварительных опытов с целью оптимизации условий включения предшественника. Кинетика включения предшественника может быть чрезвычайно сложной. Эта тема достаточно хорошо осЕ-г-щена в обзорах [1,96,97] описано и применение математического анализа кинетических данных, который имеет, по-видимому, ограниченное применение, но тем не менее важен как инструмент фундаментального исследования [98,99]. [c.467]

Работа масс спектрометра в сочетании с хроматографом накладывает определенные ограничения на выбор рабочих усто-вии получения масс спектров по сравнению с другими системами ввода образцов 1) необходимость наличия сепаратора для отделения газа носителя или достаточно мощной откачки ионного источника, 2) необходимость быстрой развертки масс спект ра, чтобы иметь возможность зарегистрировать масс спектр компонента несколько раз в процессе элюирования хромато графического пика 3) наличие соответствующих систем для проведения измерений в режиме СИД или МИД, 4) специального детектора для непрерывной регистрации ПИТ [c.126]

При масс-спектрометрическом исследовании твердых тел и взаимодействия их поверхности с газами (парами) образец может быть помещен либо непосредственно вблизи зоны ионизации — в ионный источник прибора, либо в герметичный резервуар, соединенный с прибором устройством для ввода газа. В первом варианте, во избежание нарушений вакуумных условий работы масс-спектрометра, давление газа над образцом не должно превышать 10 Па. Во втором варианте на величину давления газа не накладывается каких-либо ограничений при условии соблюдения необходимого перепада давлений между резервуаром с образцом и ионным источником масс-спектрометра. [c.47]

Для обычных ионных источников и типичных расстояний от источника до образца площадь, бомбардируемая ионами аргона, не превышает 5—50 мм . В отсутствие коллимации пучка площадь облучения возрастает, но даже в этом случае при использовании стандартного лабораторного оборудования из-за ограничений по плотности тока и однородности пучка ее величина не может превышать 500—1000 мм . Кроме того, метод допускает только одностороннюю бомбардировку, так что за один прием, если применяют один ионный источник, можно очистить только одну сторону образца. [c.127]

Потенциалы появления, т. е. минимальные напряжения, необходимые для образования ионов, составляют обычно 10—20 в. Это минимальное напряжение, применяемое для ускорения ионизирующих электронов. Чтобы сообщить электронам энергию, достаточную для обычных анализов, применяют напряжение порядка 50—70 в. Спектрограммы осколков зависят от энергии электронов и температуры в ионизационной камере. В аналитических приборах эти величины поддерживаются на постоянном уровне, поэтому получают воспроизводимые спектрограммы. Большинство ионов, образовавшихся в подобного рода аналитических приборах, несут единичный положительный заряд. Хотя источник генерирует и отрицательные ионы, они обычно не принимаются во внимание, так как для их определения нужно было бы изменить знаки напряжений, используемых в приборах. В будущем отрицательные ионы, возможно, и найдут свое применение в анализе. Ионы с двойным зарядом образуются в ограниченных количествах и полезны при некоторых определениях. [c.217]

Ввод через хроматографическую колонку, обладая тем достоинством, что позволяет осуществить предварительное разделение образца, имеет те же недостатки, что и обогреваемый объем напуска, т. е. ограниченные возможности анализа труднолетучих и термически нестабильных соединений. К этому добавляются требование эффективной откачки из-за большого объема газа-носителя, поступающего в ионный источник, и необходимость быстрой съемки масс-спектров в процессе элюирования хроматографических пиков. [c.90]

В масс-спектрометрии используются различные другие типы ионных источников, но лишь немногие из них представляют интерес для химического. анализа и поэтому будут рассмотрены очень кратко. Первым источником получения положительных ионов был электрический разряд в газе при низком давлении [765] этот принцип используется до настоящего времени [604], несмотря на то, что его применение, в простейшей форме, ограничивается ионизацией соединений, имеющих достаточную упругость пара при нормальной температуре. Ограничение может быть снято, если твердое вещество, подлежащее [c.134]

В самом простом случае назначение мембраны сводится к предотвращению смешения растворов без ограничения транспорта ионов. Такие разделяющие мембраны, называемые обычно диафрагмами, не участвуют непосредственно в установлении равновесия в электрохимической системе и не вносят собственного вклада в ее э.д.с. Электрохимические системы с диафрагмами широко применяются в разных отраслях электрохимической промышленности, (прн производстве хлора и щелочи, при электросинтезе, в гальва-иотехнике, в химических источниках тока и т. д.). [c.207]

При этом изменение числа электронов, достигающих источника ионов, при изменении задерживающего потенциала на величину будет равно площади иод кривой, ограниченной двумя вертикальными линиями, соответствующими А7-. Разность двух значений ионного тока, полученных в этих двух случаях, будет отвечать понизации электронами с разбросом энергии в интервале iWr Этот иринцин монокинетизации ионизирующих электронов лежит в основе метода разности задерживающего потенциала, примененного Фоксом и сотрудниками. [c.468]

Производительность метода. Будем рассматривать производительность электромагнитной сепарационной установки, имеющей один луч , т.е. один источник ионов и один приёмник изотопных пучков. Из выше изложенного ясно, что производительность определяется прежде всего током из источника, на ограниченность которого уже обращалось внимание. Суммарный вес всех разделённых изотопов Р (в мг), которые можно получить за сутки работы установки, очевидно, равен Р = = 0,0373/прМср дДжДу, где Мер — среднее массовое число для данного элемента, д = 2Ак — время работы установки в режиме деления в течение суток, к — коэффициент использования времени, являющийся показателем совершенства установки и данной технологии разделения, Лх — [c.296]

Однако эта группа растворителей имеет ограниченное применение. В реакциях с ковалентными соединениями в качестве растворителей были использованы хлороформ или бензол. В растворах уксусной кислоты [53], нитропроизводных углеводородов [54, 55], хлорбензоле [55] и бензоле [55] в качестве источника ионов хлора, образующих комплекс с хлоридом металла, был использован трифенилхлор-метан. В растворителях с высокими донорными числами типа диметилсульфоксида и трибутилфосфата такие реакции не идут. [c.40]

Баллонная система напуска предусмотрена в большинстве конструкций масс-сиектрометров, предназначенных для исследования органических соединений (например, в отечественных приборах серии МХ). Она представляет собой нагреваемую камеру объемом 0,5—1,0л, связанную с источником ионов специальным устройством, обеспечивающим постоянную скорость попадания в него паров анализируемого соединения (молекулярный натекатель), и позволяет вводить в спектрометр не менее г индивидуальных веществ, достаточно летучих при давлениях 0,1—10 Па. К преимуществам этой системы относятся простота эксплуатации, возможность получения хорошо воспроизводимых спектров термически стабильных соединений и отсутствие ограничений на скорость сканирования. Главные недостатки — сравнительно большие требуемые количества вещества, возможность термического и каталитического разложения лабильных соединений на большой поверхности системы и значительные эффекты памяти (загрязнение анализируемого образца остатками предыдущих). Эти эффекты могут приводить к заметным искажениям масс-спектров фоном прибора и большим затратам времени на подготовку спектрометра к следующему анализу. Регистрация спектров соединений ряда классов (меркаптанов, пероксидов и гидропероксидов, гидроксиламинов, гидразинов и др.) с помощью такой системы практически невозможна. [c.22]

Если расстояние между двумя полюсами магнита гораздо меньше их линейных размеров, магнитное поле в пространстве между полюсными наконечниками практически однородно. Поэтому для упрощения можно предположить, что поле имеет примерно одинаковую величину в пространстве, ограниченном полюсами, и равно нулю в остальной области. Если в такое поле через небольшое объектное отверстие поступают заряженные частицы, имеющие равные моменты количества движения и примерно одинаковое направление, после отклонения на угол 180° они будут фокусироваться в точке, представляющей собой изображение объектного отверстия при этом траектория иона должна находиться в однородной области поля. Демпстер (1935) поместил источник ионов перед магнитным полем (вне его) и рассчитал связанный с этим сдвиг точки изображения. Б более общем случае объектное отверстие и точки его изображения могут быть расположены вне однородного магнитного поля. Для простого случая, когда границы поля перпендикулярны центральной траектории пучка, прямая линия, проведенная от объектного отверстия к точке изображения, проходит через центр кривизны центральной траектории (Барбер, 1933). [c.66]

Для нормальной работы жидкостного хроматографа жела тельно, чтобы соединение его с масс спектрометром не накла дывало слишком сильных ограничений на виды растворителей, применяемых для элюирования, величину потока растворителя не препятствовало возможности градиентного элюирования, при менения летучих и нелетучих буферов, реагентов в виде ион ных пар Для поддержания вакуума в масс спектрометре поток газа пе должен превышать 20 мл/мин, желательно иметь воз можность использовать разные методы ионизации, прежде все го ЭУ и ХИ, должна быть обеспечена возможность сканирова ния полного масс спектра и непрерывного детектирования вы бранных ионов, возможность выбора разных газов реагентов при ХИ, возможность анализа как положительных, так и отри нательных иоиов для обеспечения высокой чувствительности шумы и фон должны быть минимизированы а наложения от растворителя и от примесей в нем малы Интерфейс должен обеспечивать высокую степень обогащения образца по отношению к растворителю высокую эффективность переноса образца из колонки в ионный источник, отсутствие расширения хрома тографических пиков возможность испарения малолетучих об разцов [c.34]

Масс спектры лазерной десорбционной ионизации были за регистрированы на этой системе для ряда нелетучих образ цов — аминокислот, пептидов нуклеозидов сахаридов В боль шинстве случаев предел обнаружения составлял 1 нг/ см и менее Основная трудность при работе с этой системой зак лючалась в отсутствии воспроизводимости как относительных интенсивностей пиков основных ионов так и их абсолютных интенсивностей Главный источник этих изменений — неодно родность покрытия поверхности ленты образцом примеси и фоновые загрязнения Непосредственное нанесение раствора образца на ленту с последующим испарением растворителя не дает удовлетворительных результатов так как степень смачи ва1шя ленты и движение жидкости по поверхности влияют на однородность слоя и как следствие на форму пиков [61] Для полного испарения растворителя при ограничении испаре ния образца необходим тщательный баланс между потоком растворителя и скоростью испарения [c.43]

В качестве источников в СКР обычно применяют два типа лазеров. Гелпй-неоновый лазер, имеющий длину волны излучения 6328 А, сравнительно недорогой источник, но обладает ограниченной мощностью (приблизительно 80 милливатт). Его монохроматическое излучение находится в красной области видимого спектра, поэтому не нужно опасаться люминесценции или фоторазложения. Однако при такой относительно большой длине волны комбинационное рассеяние менее эффективно, к тому же обычно используемые фотодетекторы имеют ллохую чувствительность в этой области. В будущем можно ожидать, что вместо гелий-неонового лазера найдут применение более мощные лазеры, например криптоновый ионный лазер с длиной волны излучения 5682 А. [c.744]

Иное устройство измерения времени пролета, также используемое для точного установления масс, было сконструировано Смитом. В его первом синхрометре , как он назвал этот аппарат [1873], импульсы ионов в ограниченных пределах по массе вводятся в однородное магнитное поле под прямым углом к направлению поля. Совершив половину кругового оборота, ионы проходят через систему щелей, где к ним прилагается импульс, приводящий к потере энергии группой ионов, распределенных по малой длине. Эта потеря энергии достаточна, чтобы ионы миновали ионный источник при завершении орбиты. Таким образом, ионы продолжают двигаться по орбите с иным радиусом. Позднее, в измеренное время пТ, где Т — период обращения ионов с массой m , ап — целое число, на систему щелей попадает второй импульс, вызывающий дополнительную потерю ионами энергии и попадание их на коллектор. Разница во времени появления различных ионов у коллектора соответствует разнице в их массах. Для ионов, совершающих около 70 оборотов по орбите с диаметром 25,4 см, была получена разрешающая сила, равная нескольким тысячам. Описан аналогичный этому прибор [1025, 1300], который обладает [c.34]

К нулю, М/АМ = 1/р и не зависит от радиуса магнитного поля секторной формы. Несмотря на то, что приведенное выше уравнение не исключает все трудности, оно позволяет определить точку, в которой можно достигнуть наилучшего разрешения для данного прибора, независимо от размера щелей. Эффективная ширина щелей источника и коллектора должна быть меньше их действительных размеров [178, 414]. В обычных конструкциях источников с электронной бомбардировкой интенсивность ионного пучка поперек щели источника неравномерна щели ведут себя, как система линз, и вызывают уменьшение возможного объекта по сравнению с размером щели источника. Если В конструкцию коллекторной щели включена задерживающая щель, то она играет роль линз, зеркала и потенциального барьера. При изменении потенциала задерживаюш,ей щели свойства линзы могут быть использованы для регулировки эффективной ширины коллекторной щели в широком диапазоне. При эффективном ограничении щелей коллектора и источника указанным выше способом может быть достигнуто лучшее разделение пары налагающихся пиков, чем это казалось возможным при рассмотрении действительной ширины используемых щелей. [c.65]

Разброс по энергии в ионном пучке должен быть небольшим в масс-спектрах с простой фокусировкой желательно использовать моноэнергетический пучок, но даже в приборе с двойной фокусировкой диапазон энергии ионов должен быть ограничен, поскольку широкое распределение ионов по энергиям эквивалентно снижению количества измеряемых ионов. Источник должен давать минимальное количество ионов за счет остаточного газа, веществ, адсорбированных на поверхности, и т. д. Поэтому конструкция источников должна обеспечивать их легкую чистку либо прокаливанием, либо заменой отдельных деталей должна быть также исключена возможность загрязнения анализируемых образцов веществами, исследовавшимися ранее. Источник и система напуска не должны обладать дискриминирующим действием в отношении отдельных веществ. Однако в некоторых случаях эти требования взаимно исключают одно другое. Например, дискриминацией можно подавить нежелательные ионы поэтому приходится поступиться одним требованием, чтобы удовлетворить другое. Основные характеристики источников будут, следовательно, определяться областями их применения. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология