Ионизация сечение ионизации

Детекторы сечения ионизации. Детектирование газов можно осуществить на основе поглощения ими радиоактивного излучения. Л еханизм процесса, проходящего в камере такого детектора, заполненного водородом в качестве газа-носителя, может быть представлен следующим образом [c.44]

Простейшим из ионизационных детекторов является детектор непосредственной ионизации, или детектор поперечного сечения ионизации (рис. III,11 а). Под действием радиоактивного излучения в ионизационной камере образуются ионы, число которых зависит от концентрации вещества в элюате и поперечного сечения ионизации, являющегося молекулярной характеристикой. Поскольку поперечные сечения ионизации легких газов, применяемых в качестве газов-носителей, весьма малы, сигнал детектора пропорционален концентрации анализируемых веществ. Чтобы упорядочить движение ионов и заставить их двигаться с определенной скоростью, к ионизационной камере прикладывают напряжение от 300 до 1000 В (электродами могут служить и патрубки). [c.175]

Ионизация — элементарный процесс, обычно протекающий по схеме А + А+ 4- 2е , где А — нейтральный атом, А+ — ион, е- — электрон, так как эффективное сечение ионизации при взаимодействии с электронами значительно больше, чем при других процессах взаимодействия (с атомами или ионами). Чтобы вычислить степень ионизации в общем случае, необходимо знать величину эффективного сечения. Однако в квазиравновесных условиях ионизацию можно рассматривать как обычную химическую реакцию, протекающую по уравнению [c.67]

Уравнение (4) показывает, что при снижении энергии ионизирующих электронов можно убрать процессы диссоциативной ионизации и добиться такого положения, когда в- масс-спектре присутствуют лишь молекулярные ионы. До настоящего времени этот подход является наиболее распространенным и основной объем физикохимической информации по всем классам химических соединений получен данным методом. В ходе исследований выявились и недостатки такого подхода. Точность получаемых результатов резко снижается с уменьшением доли молекулярного иона в масс-спектре исследуемой газовой компоненты, и метод становится принципиально не пригоден, если молекула не дает молекулярного иона. Чтобы оценить ошибку, которую могут содержать получаемые данные в тех случаях, когда доля молекулярного иона в масс-спектре молекулы сравнительно невелика, необходимо рассмотреть способ обработки экспериментальных данных. Из уравнений (1) и (2) видно, что для перехода от ионных токов к парциальным давлениям помимо константы чувствительности прибора /г, которая может быть определена градуировкой по стандартному веществу, необходимо знать либо парциальное сечение ионизации а, и величину соответствующего ионного тока 1г , либо полное сечение ионизации Oj и полный ионный ток всех ионов из данной молекулы, т. е. величину [c.309]

Трудности связаны с необходимостью энергетической калибровки электронного пучка, для которой нужен внешний стандарт чаще всего в качестве такового используют инертный газ. В обычных методах оценки эффективности ионизации, приходится устанавливать соотношение между кривой ионизации для данного вещества и для внешнего стандарта. В одном из методов [61] предполагается, что интенсивности линий ионов исследуемого соединения и стандарта (обычно аргона) при 50 В совпадают. Этот метод сначала применялся только к малым молекулам, и его распространение на большие органические молекулы может приводить к большим погрешностям, поскольку неизвестны процессы фрагментации молекулярного иона при 50 эВ (80,10 10" Дж), а также различия в сечениях ионизации. [c.32]

Взяв за меру вероятности ионизации Р отношение сечения ионизации к газокинетическому сечению и воспользовавшись экспериментальными данными но ионизации ра. зличных атомов и молекул в максимуме функции ионизации, можно убедиться, что за редким исключением величина Р составляет около 0,2—0,5. [c.185]

Критериями определения качества детекторов и сравнения их обычно являются чувствительность, величина линейности, постоянная времени детектора, минимальный и максимальный токи и другие характеристики. Большое значение имеют данные об объеме камеры, мощности источника ионизации, сечении ионизации и пр. На характеристики детектора сильно влияют формы электродов, величина поляризующего напряжения, распределение электрического поля. Поэтому рассмотрение формы электродов и использование в качестве критерия сравнения картины распределения электрического поля может представлять определенный интерес. [c.53]

Разработан также масс-спектрометрический метод анализа воды, кислот, щелочей и других жидкостей в замороженном состоянии без использования проводящих добавок. Аналитические характеристики этого метода относительная ошибка 10—12%, чувствительность 1-10 %. число определяемых в одном эксперименте примесей — около 55. При исследовании жидкостей было установлено, что различия коэффициентов чувствительности ионизации для элементов, содержащихся в пробе, не зависят от их потенциала ионизации, сечения ионизации и теплоты сублимации. Этот факт имеет значение для физики твердого тела, так как открывается возможность использования метода для исследования относительного различия связи между атомами основы и атомами примесей. [c.7]

В общем случае кинетика процессов ионизации — рекомбинации заряженных частиц определяется большим числом элементарных процессов столкновения заряженных и тяжелых частиц, часть которых мы рассмотрели в предыдущих параграфах данной главы. Поскольку наибольшими сечениями ионизации (см. стр. 134) обладают возбужденные атомы, их роль в кинетике ионизации — рекомбинации будет, как правило, преобладающей. При этом наряду с ионизацией электронным ударом может иметь значение и ионизация ударами тяя елых частиц. Роль возбужденных молекул в процессе ионизации, но-видимому, существенно ниже из-за конкуренции процессов диссоциации (см. стр. 152), а роль диссоциативной рекомбинации будет велика вследствие больших величин коэффициентов. В процессах ассоциативной ионизации и диссоциативной рекомбинации образуются или гибнут возбужденные атомы, поэтому эти процессы должны также быть включены Б общую кинетическую схему процесса. [c.187]

Неупругое рассеяние. Дифференциальное по энергии сечение упругого рассеяния (1.30) может быть использовано для расчета сечений ионизации и возбуждения атомов и молекул. При этом в простейшем приближении пренебрегают внутренним движением связанного электрона. Полагая, что все столкновения, при которых связанному электрону передается энергия, превышающая потенциал ионизации, приводят к акту ионизации, получаем формулу Томсона для полного эффективного сечения ионизации [c.13]

I. Неодинаковое поперечное сечение ионизации различных по своей химической природе молекул и атомов. Этот фактор лежит в основе метода анализа газов по образованию ионных пар (метод поперечных сечений ионизации). [c.602]

Одной из основных аналитических характеристик для реакций, инициируемых ионизирующим излучением, является полное сечение ионизации молекул электронами. [c.26]

При исследовании полной ионизации в гомологических рядах углеводородов было установлено [49], что изомеры парафиновых углеводородов имеют приблизительно одинаковую полную ионизацию. Полная ионизация возрастает с увеличением числа углеродных атомов в данном ряду (до Сю) и уменьшается при уменьшении количества атомов водорода в молекуле при равном количестве углеродных атомов. Все эти правила лишь приближенно описывают сложную зависимость между структурой молекулы и относительным сечением ионизации. Ниже будет показано, что во многих случаях наблюдаются отклонения от принципа аддитивности атомных сечений. [c.27]

Калибровка детекторов. Интенсивность сигнала детектора зависит как от свойств детектируемого соединения, так и от детектирующего устройства. Поэтому в принципе она может быть рассчитана, а следовательно, и положена в основу количественных изме- рений. Однако современное состояние теории детектирования позволяет делать такие расчеты лишь для небольшого числа типов детекторов. Так, например, для детектора по плотности концентрация анализируемого вещества может быть рассчитана по величине сигнала (например, по площади пика), если известна молекулярная масса применяемого газа-носителя. Для детектора по сечению ионизации количество вещества вычисляется по площади пика и сечению ионизации молекул анализируемых соединений и газа-носителя. [c.45]

Для углеводородов, содержащих кратные связи и обладающих разветвленным углеродным скелетом, наблюдаются значительные отклонения от аддитивности полной ионизации. Очевидно, что значительные колебания величин относительных сечений ионизации изомеров могут быть связаны с резкими изменениями электронной плотности молекул. [c.79]

Другая трудность при определении потенциалов ионизации методом исчезающих ионных токов заключается в том, что нет теоретических положений, позволяющих сделать прямолинейные участки двух ионизационных кривых строго параллельными, поскольку возрастание сечения ионизации двух газов в зависимости от энергии электронов может происходить различными путями. Тем не менее, несмотря на указанные трудности, метод сравнения исчезающих токов является вполне удовлетворительным точность определения лежит в пределах 0,1 эв. Такая же погрешность наблюдается прн использовании полулогарифмического метода наименее удовлетворительные результаты дает метод линейной экстраполяции. [c.177]

Пороговая чувствительность детектора сечения ионизации соответствует чувствительности катарометра. Однако объем камеры катарометра обычно почти на порядок больше камеры детектора сечения ионизации, поэтому пороговая чувствительность последнего выше. [c.44]

Сечение ионизации и возбуждения быстрым электроном очень слабо зависит от температуры газа. Поэтому главным кинетическим параметром, характеризующим скорость химического превращения всщества в радиациохг-ной химии, является величина G — числе превратившихся молекул па единицу поглощенной веществом энергии (обычно за Taityro единицу берется 100 эв). Эта величина носит название радиациошю-химического выхода. Выход ионизации для разных газов лежит в диапазоне от 2,39 у гелия до 4,46 у бутана [354] и слабо зависит от типа облучения [111]. [c.184]

По сечению ионизации 10-4 мг/с Любые [c.176]

Здесь а, — эффективное поперечное сечение ионизации газовых молекул анализируемого вещества. [c.63]

ДЕТЕКТОР ПО СЕЧЕНИЯМ ИОНИЗАЦИИ [c.136]

Возбужденные атомы и молекулы ионизуются значительно легче, чем частицы в нормальном состоянии. Они имеют большее эффективное сечение ионизации. Затрата энергии на ионизацию равна е(и —и озб.)> где возб. — потенциал возбуждения. Поэтому, например, вероятность ионизации возбужденных атомов водорода электронами с энергией 8 эв приблизительно в 10 раз больше вероятности ионизации электронами с энергией в 50 эв атомов водорода в нормальном состоянии. [c.34]

Дж), Я = 1,4 А (0,14 нм)] вклад компоненты, ответственной за электронное возбуждение, становится менее существенным. Поэтому всякое электронное возбуждение достигает максимума, а затем уменьшается с ростом энергии электронов. Ионизацию можно рассматривать как крайний случай электронного возбуждения, с той, однако, разницей, что оторванный электрон может уносить с собой избыток энергии. Как и при возбуждении электронным ударом, вероятность ионизации проходит через максимум при увеличении энергии электрона, а затем уменьшается. Поскольку длина волны движущегося электрона сопоставима с размерами молекул и зависит от энергии электрона, его скорость имеет существенное значение. Поэтому для описания процесса столкновения приходится ввести новую величину — сечение соуда-, рений (Q). С помощью этой величины можно охарактеризовать любой наблюдаемый процесс, например электронное возбуждение (сечение электронного возбуждения Рэв) или ионизацию (сечение ионизации Сион). Каждое такое сечение после достижения некоторого порогового значения энергии быстро достигает максимума, а затем уменьшается с ростом энергии (рис. 4). Максимальный выход [c.15]

При детектировании газов, сечения ионизации которых выше сечения ионизации гелия, отклик на малые концентрации анализируемого вещества также обусловлен ионизацией метастабильными атомами гелия. Однако с ростом концентрации вещества сигнал детектора не стремится к насыщению, как при детектировании водорода, а приближается к асимптоте (см. рис. И, а), угол наклона которой определяется значением (5а—5э/5э) [см. уравнение (3.12)]. Это хорошо видно из кривой для азота. Кажущаяся эффективность ионизации метастабильными атомами гелия существенно выше эффективности ионизации р-частицами (tgal>tga2). Измерения, проведенные для водорода, азота, кислорода и окиси углерода, показали, что эффект Пеннинга повышает чувствительность детектирования в сравнении с детектированием по сечениям ионизации на два порядка и более. Однако эффективность процессов образования метастабильных атомов р-излучением трития достаточно низка. Отношение сечений возбуждения метастабиль ного уровня и ионизации гелия р-частицами 5те / э, рассчитанное как отношение максимального сигнала детектора по водороду к фоновому току [см. уравнение (3.10)], составляет примерно 0,2. Таким образом, увеличение чувствительности более чем на два порядка в результате эффекта Пеннинга полностью обусловлено высоким отношением констант скорости ki kd или, другими словами, большим временем жизни метастабильных атомов в чистых газах. [c.62]

Здесь 1к — потенциал ионизации для данной оболочки, эв] х — Е,уя11 -, ,л — энергия ионизирующего электрона. Полное сечение ионизация атома или молекулы будет равно сумме по всем атомным и молекулярным оболочкам. На рис. 94 приведены зависимости полного сечения ионизации ряда молекул от энергии электрона по данным обзора [1058]. Обычно сечение ионизации монотонно увеличивается от нуля при энергии электронов, равной потенциалу ионизации I, до энергий 5—10 /, где оно достигает максимума, и с дальнейшим ростом энергии медленно уменьшается. [c.362]

Отвос и Стивенсон далее показали, что для большого числа молекул относительные сечения ионизации, измеренные для электронов с энергией - -75 эв, достаточно близко совпадают с суммой относительных сечений ионизации атомов, входящих в состав молекул. Аналогичная зависимость наблюдается также при ионизации молекул р-частицами относительные сечения ионизации, измеряемые количеством ионов, образуемых в результате удара одной р-частицы, пропорциональны относительным сечениям, вычисляемым из сечений ионизации входящих в молекулу атомов. [c.365]

Особенно большие трудности возникают при расчете сечения ионизации вбли- зи порога. Поэтому широко используются приближенные и полуэлшириче-ские формулы для расчетов абсолютных сечений ионизации в широком интервале кинетических энергий электропов. Обычно сечение ионизации моно- [c.184]

Для радиационвой химии принципиальный интерес представляет парциальное сечение ионизации. На основании вычисления последнего для ионизации атома водорода покапано, что при ионизации атома электронным ударом в основном освобождаются не очень быстрые электроны (с энергией порядка потенциа (а ионизации). Этот вывод можно, по-видимому, считать достаточно точно отр 1жающим реальные процессы, в которых участвуют и более сложные атомы и молекулы. [c.185]

Ввиду сложности теоретических расчетов большое значение приобретают эмпирические. закономерности. Например, обнарун еио, что при увеличении энергии ионизирующих электронов различия сечепий ионизации разных атомов и молекул все более и более сглаживаются, и нри достаточно больших энергиях электронов сечепие ионизации главным образом определяется числом электронов в ионизируемой частице. Эта закономерность была установлена Отвосом и Стивенсоном [446] для ионизации молекул р-лучами С (энергия 0,15 Л/эй) и смесью изотопов 8г и (энергия 0,61 и 2,35 Мэе). В то же время авторы работы [446] указывают, что разброс точек (до 30%) на зависимости сечение — число электронов в молекуле в значительной мере устраняется, если для каждого класса углеводородных соединений (алканы, алкены) построить свото зависимость. Из этого следует, что в действительпо-сти даже при очень больших энергиях ионпзирующих электронов на сечение ионизации в некоторой степени влияют структурные особенности молекул. [c.185]

Отвос и Стивенсон далее показали, что для большого числа молекул относительные сечепия ионизации близко совнадают с суммой относительных сечений ионизации атомов, входящих в состав молекул. [c.185]

Однако, как было установлено позднее [110], для углеводородов, содержащих кратные связи и обладающих разветвленным углеродным скелетом, наблюдаются замети1.1е отклонения от аддитивности сечения ионизации. [c.185]

В детекторе по сечениям ионизации газ, выходящий из колонки, проходит между двумя электродами маленькой ионизационной камеры н облучается радиоактивным источником, установленным в камере. Под действием этого излучения атомы либо возбуждаются, либо ионизируются. Мерой вероятности того, что атом будет ионизирован пролетающей мимо электрически заряженной частицей, служит в большинстве случаев поперечное сечение ионизации атома. Оно не идентично геометрическому поперечному сечению и зависит главным образом от электронной структуры атома. Сечение ионизации растет с числом заполненных электронных оболочек и с числом электронов на частично заполненной внешней электронной оболочке (Отвос п Стивенсон, 1956). Поперечные сечения ионизации. молекул во многх х случаях могут быть очень точно вычислены путем суммирования поперечных сечений ионизации атомов, входящих в молекулу. В табл. 2 даны отно- [c.136]

Относительные поперечные сечения ионизации атомов (Отвос и Стивенсон) Поперечное сечение ионизации водорода принято равным 1 [c.136]

Элемент Относительное поперечное сечение ионизации Элемент Относительное поперечное сечение иопнзации [c.136]