Термоионный источник

Источники с поверхностной ионизацией или термоионные источники (ТИ) [c.847]

В источнике ионов с поверхностной ионизацией или в термоионном источнике анализируемая проба испаряется с раскаленной поверхности [37]. При этом часть вещества испаряется в виде положительных ионов. Термоионная эмиссия описьшается известным соотношением Саха-Лангмюра [c.847]

Действие термоионного источника обусловлено тем, что молекулы и атомы, попавшие на раскаленную металлическую поверхность, могут испаряться с нее в виде ионов. Обычно применяются две модификации тер- [c.95]

Для, анализа теллура нам не удалось найти метода, позволяющего использовать термоионный источник. Его анализ был возможен только при пспользовании обычного источника ионов с испаряющей печью. [c.100]

Эффект памяти возникает в термоионном источнике из-за того, что часть исследуемого образца остается в источнике и проявляется при анализе следующего образца. Величина эффекта памяти для разных веществ различна и весьма заметна для летучих соединений, например галогени-дов. Для устранения эффекта памяти обычно приходится применять новый узел источника с нитями для каждого нового образца одного и того же элемента. Кроме того, мы обнаружили, что полезно до анализа образца прогреть новую нить при высокой температуре в ионном источнике и посмотреть, какие пики могут появиться от предыдущего анализа. В то же время это позволяет очистить нить от примесей, которые могут исказить анализ. Хотя эта операция требует дополнительного времени, она необходима. Достоинством прибора М8-5 является то, что он имеет очень эффективный вакуумный шлюз, который позволяет извлечь узел источника с нитями из вакуумной камеры или вставить его туда за одну минуту, [c.103]

Харуэлл, прибор М8-5 с вторично-электронным умножителем и термоионным источником материал - сульфид свинца. [c.104]

Решение первой из этих задач связано в основном с повышением эффективности ионизации анализируемых элементов для термоионных источников эффективность ионизации связана с величиной работы выхода материала ленты ионизатора. Потенциал ионизации кальция достаточно высок. Расчет показывает, что для анализа кальция необходим ионизатор с работой выхода поверхности более 5,5 эв. [c.105]

Рений имеет работу выхода, которая превышает работу выхода вольфрама на 0,5 эв. По сравнению с вольфрамом ре ний обладает заметно большей чувствительностью, и некоторые фоновые пики, например ТЬО, и и К с рениевой ленты, очень небольшие [53, 45]. Рений расширяет возможности термоионного источника не только повышением чувствительности. В ряде случаев становится возможен анализ элементов, не дающих ощутимого количества ионов с других подложек [55]. К сожалению, распространению рения в аналитической практике препятствуют большие трудности при прокатке его в фольгу для приготовления лент. Отечественный выпуск рениевой фольги еще не удовлетворяет спроса на этот материал. [c.113]

Весьма перспективен в этом отношении метод изотопного разбавления с использованием термоионных источников ионов. Однако метод изотопного разбавления связан с химической подготовкой образцов, которая может существенно ска заться на результатах. Использование приборов с двойной фокусировкой и искровым ионным источником, обладающих чувствительностью до 10 " % (атомных), позволяет исключить сложные операции химической подготовки. Прибор с искровым источником дает одновременную информацию о содержании элементов в диапазоне от 7 до 250 массовых единиц. [c.153]

Основы метода изотопного разбавления хорошо изложены Вебстером (1959). При определении каждого элемента в образец вводится небольшое число меченых атомов этого же элемента, имеющего другой изотопный состав. Затем в образце при помощи масс-спектрометра измеряется изменение изотопных отношений. Хотя метод ограничен 85% элементов, имеющих два естественных изотопа, он имеет большое преимущество в чувствительности и точности и относительно свободен от помех. Масс-спектрометры с ленточными источниками используются для изотопного разбавления, но они имеют различную чувствительность к разным элементам, тогда как прибор с искровым источником по существу имеет одинаковую ко всем элементам чувствительность и может применяться там, где термоионный источник недостаточно эффективен. [c.288]

Основное преимущество метода изотопного разбавления перед другими методами анализа — относительно высокая точность и очень высокая чувствительность. Чувствительность масс-спектрометра с термоионным источником сильно зависит от природы элемента, но следы (от нескольких микрограмм до 10 г) обычно можно определять с ошибкой от 0,5 до 3% (1а — критерий). Газы и элементы с низкими потенциалами ионизации также хорошо анализируются этим методом. Для метода искровой масс-спектрометрии с фотографической регистрацией обычно требуется 0,1 мгк, чтобы обеспечить точность 3—5%, но его преимущество — в равной чувствительности почти для всех элементов. Фотографическая регистрация в последнее время ограничивает точность метода искровой масс-спектрометрии до -3%. [c.294]

В последнее время появился ряд универсальных масс-спектрометров с промежуточной разрешающей способностью. Часто встречаются два варианта этих приборов с источником с электронным ударом и с термоионным источником. Магнитный анализатор у этих приборов обычно с сектором 60 или 90° и радиусом 15, 24 или 30 см. К этим приборам обычно придаются различные взаимозаменяемые источники ионов и детекторные системы. Разрешающая способность порядка 300—500. [c.339]

Большинство моделей способно обеспечить большую разрешающую способность (до 1000) за счет снин ения чувствительности, которую можно снова повысить применением умножителей в качестве детекторов. Источники с электронной бомбардировкой часто снабжают двумя системами напуска — для газов и жидкостей. Обычно придается также источник печного типа для приборов с электронной бомбардировкой и термоионными источниками. [c.339]

В методе изотопного разбавления применяют термоионные источники и источники с электронным ударом. Источники с электронным ударом применяют для определения газов и элементов, которые можно перевести в летучие соединения (т. е. СОг, тетраметилсвинец и т. д.). В большинстве случаев, однако, применяют тройные или У-образные термоионные источники. В новой установке Паттерсона и Вильсона [851 центральная нить расположена вертикально и параллельно боковой нити. Без разборки источника можно анализировать две пробы (одна из них может быть стандартом). Взаимного загрязнения можно избежать, принимая соответствующие меры. Помимо удобства в работе, в этом случае достигается повышенная точность анализа (до 5 раз) по сравнению со стандартными методами, поскольку обе пробы находятся строго в одних и тех же условиях эксперимента. В качестве детекторов завоевывают популярность и становятся общедоступными умно- кители. [c.347]

Ионы щелочных металлов и галогенов сыграли важную роль в исследованиях гидратации и сольватации ионов. Щелочные галогениды образуют простые соли, растворимые в воде. Эти ионы обладают сферической симметрией, а их размеры покрывают достаточно широкий интервал значений, чтобы можно было исследовать зависимость сольватации от диаметра ионов. Однако образование щелочных ионов в присутствии водяного пара при давлении в несколько миллиметров ртутного столба представляет некоторые трудности, которые удалось преодолеть лишь в последнее время с помощью термоионных источников [58, 59]. На рис. 4 показаны относительные ионные интенсивности гидратов ионов натрия при различных парциальных давлениях воды и температуре 300 К. Предполагается, что в рассматриваемой системе устанавливается равновесие и относительная интенсивность пропорциональна относительной устойчивости кластеров. Результаты показывают, что в системе могут одновременно сосуществовать в сопоставимых концентрациях кластеры трех или [c.73]

Рис. 1. Схема термоионного источника масс-спектрометра в сочетании с источником для электронного удара

Фирма Patterson Dete tor Eng. Te hology (США) предложила новую конструкцию ДТИ, схема расположения электродов и источника соли которого представлена на рис. 11.31, а конструкция приведена на рис. 11.32. Детектор может работать в двух режимах термоионного детектирования и в режиме каталитического беспламенного ионизационного детектирования. Режимы изменяются путем вариации состава электрически нагреваемого термоионного и каталитического источников и смеси газов, используемых в детекторе. Термоионный источник для первого режима работы ДТИ имеет высокую концентрацию атомов s в керамической основе 8 (рис. 11.31), работает в атмосфере N2, обеспечивает очень высокую селективность и предел детектирования на уровне нанограммов для соединений, содержащих электроотрицательные 12 179 [c.179]

Термоионные источники с поверхностной ионизацией в течение долгого времени использовались для анализа элементного состава твердых веществ. Э. Я. Зандберг и сотрудниками впервые была разработана методика исследования термической ионизации индивидуальных органических соединений [45]. В изученных условиях ионизируются чаще всего не молекулы исходных соединений, а продукты их превращений в адсорбированном на эмиттере слое. Было показано, что ионизация этих соединений следует законам поверхностной ионизации. [c.27]

В термоионном источнике вещество испаряется с поверхности, а так как скорость испарения является функцией массы частиц, то происходит фракционирование. Этот эффект заметно проявляется при анализе лития, где относительная разница в массах двух изотопов с массами 6 и 7 велика и составляет около 8%. Интенсивный ионный ток, соответствующий ионам Li, получается при нагревании солей лития на вольфрамовой или танталовой нити. Так как более легкий изотоп испаряется быстрее, чем тяжелый, то измеренное вначале отношение Li/ Li равно примерно 11,4, а затем оно возрастает по мере того, как остаток образца обедняется более легким изотопом. Простая теория испарения указывает, что начальная величина 11,4 к концу исиарения возрастет на 8%. Это находится, в общем, в соответствии с наблюдаемыми результатами. Имеется, однако, расхождение между величиной 8% и результатами Шютце [5], который указывает величину 9%. Эффект фракционирования является, несомненно, источником ошибок. Метод, использованный нами для анализа лития в трехнитиом источнике, позволяет устранить этот недостаток. Если нитрат лития испаряется при низкой температуре и попадает иа очень горячую вольфрамовую поверхность, то появляются ионы Li. Отношение токов ионов с массами 7 и 6 остается при этом постоянным в течение всего времени жизни образца [6]. [c.100]

Проблема фоновых масс-спектров хорошо известна в масс-спектрометрии. Следует отметить, что такой проблемы не существует при работе с термоионным источником н детектором ионов, имеющим чувствительность 2-10 а. В этих условиях основные пики в масс-спектре фона принадлежат ионам калня и натрия. Если необходимо произвести анализ калия, то приходится до нанесения образца на нить просто хорошо прогреть ее для удаления следов веществ, определяющих фон. При применении в качестве детектора вторично-электронного умножителя проблема фона становится очень серьезной. На рис. 6 показан типичный масс-спектр, зарегистрированный при первом прогреве нити при температуре около 600° спектр содержит пики, соответствующие каждой массе, большей 12 интенсивность пиков составляет 10 а. Этот масс-спектр принадлежит следам углеводородов, которые содержатся, но-вндимому, на самой нити. При нагревании нити до 2000° в течение нескольких часов фон может быть значительно снижен. Иногда сам анализируемый образец содержит примеси такого же типа, как и вещества, создающие фон в этом случае меры по удалению фона следует проводить осторожно, чтобы при очистке нити не испарить образец. Предварительное нагревание нити в вакууме несколько ускоряет операцию очистки, но полностью не устраняет фон. Вероятно, это объясняется конденсацией паров масла из форвакуумного насоса на нити, которая происходит после того, как нить вставлена в источник. Кроме углеводородного фона, в приборе наблюдается более устойчивьш фон, обусловленный примесями в самом материале нити. Мы уже упоминали о натрии и калии. При нагревании вольфрамовой нити до 2200° обычно появляются ионы W, W0, Мо, Ва, а также сложные ионы вида К , Кд,. ..,К . На рис, 7 и 8 показаны масс-спектры изотопов [c.102]

При помощи ионного микроскопа (ИМ) Попп и Уолчер [1] исследовали изменения во времени ионного изображения образца биологической ткани, укреиленного на аноде из инвара (36% N1, 64 Ге). При использованных токах накала (температурах) они получали три типа изображепия в разные интервалы времени — так называемые первичное, промежуточное и конечное изображения. Беглое исследование конечного изображения показывает, что оно является негативным по отношению к первичному ( обращение изображения ), Масс-сиектрометрическое исследование изменений со временем ионной эмиссии из таких образцов ткани было проделано Гофманом [2]. Он использовал термоионный источник с анодом из вольфрама, имеющий конструкцию, отличную от применяемой в ИМ. Для всех исследованных температур он обнаружил, что сначала эмиссия ионов калия значительно превышает эмиссию ионов натрия, а затем, с уменьшением эмиссии К (при постоянном нагреве) начинает возрастать [c.130]

Обычно применяются две модификации термоионного источника — одноленточпый и трехленточный. В источнике с одной лептой исследуемое вещество наносится в виде нескольких капель раствора или пасты на ленту, изготовленную из тугоплавкого материала. Эффективность ионизации вещества определяется формулой (1), но в источнике с одной лентой трудно предсказать выход ионов, так как между нанесенным веществом и материалом ленты могут происходить реакции, изменяющие ее работу выхода. Ионизация с одной ленты очень эффективна для элементов с низким потенциалом ионизации, например для щелочных элементов цезия, рубидия, лития и калия. Было показано, что для веществ с низким потенциалом ионизации эффективность ионизации близка к 100% [8, 9]. Для веществ, потенциалы ионизации которых выше работы выхода материала ленты, эффективность ионизации низка. В этом случае повышение рабочей температуры улучшает эффективность. Так, если — ф = —2 эв при Т = 1200 К эффективность равна - 10 гопри 7 = 2500 "К эта величина достигает 10 [1], [c.112]

В термоионном источнике вещество испаряется с поверхности, а так как скорость испарения является функцией массы, то происходит фракционирование. Этот эффект заметно проявляется при анализе лития, где относительная разница в массах двух изотопов Li-6 и Li-7 велика и составляет 8%. При анализе с использованием метода изотопного разбавления эффект фракционирования, несомненно, может стать источником ошибок. Но если нитрат лития анализируется на трехленточном источнике, то недостаток устраняется и отношение токов ионов с массами 7 и 6 остается постоянным в течение всего времени жизни образца. [c.118]

В описанное устройство входит ЭВМ среднего размера PDP-10, работающая в режиме разделения времени по особой программе. Аналогичные ЭВМ использованы в исследовательских лабораториях фирмы IBM (Сан-Хосе, Калифорния, США). Эти системы осуществляют автоматический контроль и обработку данных для ряда связанных с ними приборов и могут также проводить пакетную обработку данных. Связь осуществлена по принципу так называемых переднего и заднего планов, т. е. первый класс перечисленных задач всегда имеет преимущество перед вторым. Несколько отличная автоматическая система примерно того же объема имеется в лабораториях по исследованию излучений (Ливермор, Калифорния, США). Эта система, в состав которой входит ЭВМ PDP-7, описана в прекрасном обзоре Фразера (1970). В работе Кука и сотр. (1965) описана система меньшего масштаба, в которой с ЭВМ SDS-910 соединены масс-спектрометр с термоионным источником и микрофотометр, но обработка данных производится не в момент их получения, а после предварительного накопления с последующим вводом в ЭВМ. [c.237]

С термоионным источником для анализа твердых образцов и с электронной бомбардировкой для определения состава газов, а также позволял получить точные результаты для малых образцов, но лишь недавно (Лейпцигер, 1965) был использован в сочетании с методом искровой масс-спектрометрии. [c.288]

Масс-спектрометр МИ-1311 с трехленточным термоионным источником, ленты которого выполнены из вольфрама. [c.8]

Примеси, содержащиеся в окиси магния, определяют масс-спектральным методом изотопного разбавления. В качестве ионного источника выбран трехленточный термоионный источник, дающий однозарядные ионы определяемых элементов. Для выполнения требования гомогенности распределения изотопов индикатора по объему образца анализируемый препарат MgO растворяют в соляной кислоте высокой чистоты. Соляная кислота участвует также в процессе ионо-образования, повышая выход ионов [1, 2]. [c.10]

Из уравнения (1) следует, что термоионный источник является очень избирательным. Для большей эффективности разность — I должна быть положительна. Если разность — I отрицательна, то существует единственный выход — увеличение температуры повышение температуры, однако, ограничивается летучестью пробы. Работа выхода материала подложки должна быть велика, а давление наров материала достаточно низкое. Для этой цели часто используют платину, вольфрам, рений, окислы тантала и вольфрама (1 до 6,5 эв). [c.324]

Б простом термоионном источнике пробу в виде раствора помещают непосредственно на катод, откуда она испаряется. В трех ленточном ионном источнике, разработанном Инграмом и Чупка [7], проба испаряется с любого из двух симметрично расположенных катодов, нагреваемых до относительно низкой температуры. При этом возникает нейтральный пар, который ионизируется центральным катодом, нагреваемым до высокой температуры. В этом методе скорость испарения проб не зависит от температуры, требуемой для ионизации (малый расход пробы, возможность использования летучих хлоридов). Для дальнейшего увеличения эффективности источника Фошаге и Хиптенбергер [8] заменили катод на печь, нагреваемую внешним источником с электронной бомбардировкой. [c.324]

Эффективность получения положительных или отрицательных ионов в источнике с ионной бомбардировкой определяется теми же соображениями, что и для термоионного источника (по крайне мере качественно). Основное требование — низ шй иотенгщал ионизации и большое сродство к электрону. [c.327]

Современные масс-спектрометры выполняют в виде отдельных блоков (модулей). Для выбранной системы анализатора можно применять ионный источник и детектор, наиболее подходящие для решения конкретной аналитической задачи. Переход, например, от электронной бомбардировки к термоионному источнику не представляет большого труда, а включение стандартного умножителя вместо стандартного усилителя делается простым переключателем. Максимальная разреяхающая способность данного инструмента достигается применением возможно более узких выходных щелей. Для последних выпусков приборов харантерно применение щелей источника и коллектора переменной ширины. [c.337]

Интересное применение метода изотопного разбавления было описано Ньютоном и др. [95] для определения следов бора в кремнии. Кремний (1г) растворяли в водном растворе гидроокиси натрия, к раствору добавляется 1 мкг индикатора В в виде борной кислоты. После установления равновесия бор отделяли усовершенствованным методом Моррисона и Раппа [96], включающим электролиз через катионообменную мембрану (см. рис. 6, гл. 4). В конечном этапе бор определяли методом изотопного разбавления по пикам т е 88 и 89 (Na BOJ и Каг ВО ) при использовании термоионного источника. Метод применим для определения 0,001—0,1 мкг бора в 1 г пробы по мере увеличения чувствительности точность уменыпается от +1 до +30%. [c.349]

В фоновых спектрах масс-спектрометров с термоионными источниками содержится большое количество линий [1]. При использовании эмитерои из окислов металлов линии значительной интенсивности наблюдались при сравнительно низких температурах эмитеров [2—4]. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология