Искровой источник ионов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ацЗ Н О» 49Л8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У С ЗИДБТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЮ

ПРИ ГННТ СССР (21) 2015582/25 (22) 10.04.74 (46) 15.05 92. Бюл. И 18 (71) Институт геохимии и аналитической химии им, В.И.Вернадского (72) М.С,Чупахин, Г.И.Рамендик, В.И.Держиев и В.H.Гущин (53) 533.99(088.8) (56) A.I.Dempster. Proc. Am. РЫ1.

Soc. 75, 755, 1935.

А.I. Dempster. Rev. Sci. Instr.

7, 46, 1936.

Изобретение относится к искровым ионным источникам масс-спектрометри ческих установок и может быть использовано в аналитической химии.

Известен искровой источник ионов, состоящий из двух электродов, подключенных к источнику пробойного на" пряжения, Недостатком известного устройства является большой энергетический разброс получаемого из источника ионного пучка, Наиболее близок к предлагаемому искровой источник ионов, состоящии из двух электродов, помещенных в вакуумный объем и подключенных к источнику высокого напряжения.

В этом источнике ионов источник высокого напряжения выполнен в виде генератора с рабочей частотой 1 ИГЦ и амплитудой до 80 кв. Это напряжение подают с .помощью повышающего трансформатора и колебательного.конЖ 550053 А1

2 (54)(57) ИСКРОВОЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ, состоящий из двух электродов, помещенных в вакуумный объем и подключенных к источнику высокого напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения энергетического разброса ионного пучка, последовательно с одним из электродов включен конденсатор, параллельно которому включено сопротивление утечки. тура, включающего кроме индуктивности вторичной обмотки L паразитную емкость монтажа С . Когда напряжение на вакуумном промежутке достигает пробивного значения, происходит эпек" трический пробой, сопровождающийся разрушением материала электродов и его ионизацией Образующиеся ионы извлекают с помощью пина. Параметры разрядного контура L 1 ° 10 гн, Ср О

3 (2-5) 10 ф. Длительность разряда С) (0,5-1) ° 10 с. 0

Вырабатываемые известным искровым (Я источником ионы имеют большой энер- (Д гетический разброс " до 1,5-2,0 рв на уровне 10 высоты пика энергетического распределения. Поэтому искро

ИВВЮЙ вые источники ионов применяются только в сочетании с масс"спектрометрами с двойной фокусировкой, которая имеет следующие недостатки; снижение интенсивности ионного тока из-за малого коэффициента использования

550053 4 ток конденсатора 5. Этот ток заря-. жает конденсатор 6, тем самым прекращая разряд, когда потенциалы на электродах выравниваются.

Длительность разряда при этом уменьшается. Если емкость конденсатора 6 равна 1.- 10 >i ф, Т 5 "10 8 с.

При этом энергетический разброс снижается до И < 50 эв.

Энергетический разброс ионов можно оценить по формуле

Я 11 д 2 и=- — — -- (т)

2md

1 где Zl

11о

Э

Ф ионов (из 5 ° 10 ионов, полученных подобным способом, только один доходит до приемника ионов), громоздкост сложность, а отсюда и дороговизна приборов.

Цель изобретения - уменьшение энергетического разброса пучка ионов

Предлагаемый искровый источник ионов отличается тем, что последова. тельно с одним из электродов включен конденсатор, параллельно которому включено сопротивление утечки.

Устройство схематически представлено на чертеже °

Искровой источник ионов состоит из электродов 1, 2, расположенных в вакуумной камере 3, повышающего тран" сформатора 4, нагруженного емкостью монтажа 5 и межэлектродным пространством, конденсатора 6 и сопротивления утечки 7.

Устройство работает следующим образом.

На электроды 1 и 2, помещенные в вакуумную камеру 3, подают с помощью повышающего трансформатора 4 с индуктивностью L = 0,5.10 гн и коле" бательного контура, включающего в себя, кроме индуктивности, паразит" ную емкость монтажа 5 (С = 2,2 х х 10 " ф) и дополнительный конденсатор

6 с поверхностным сопротивлением 7 напряжение с частотой 0,1-1 мгц и амплитудой 10-100 кв.

Когда напряжение в межэлектродном зазоре достигает пробивного значения, он пробивается. После заполне" ния промежутка плазмой, образовавшейся из материала электродов, че" рез него начинает течь разрядный — заряд иона, масса -иона; — напряжение пробоя для данной величины вакуумного

20 и р омежут ка, М . Т - характерное время спада" ния напряжения

1/Я, rpe Я - характерная частота разрядного тока

25 зависящая от свойств контура.

Данный источник имеет следующие преимущест ва: укора чи ва ние ра зряда с помощью конденсатора отсечки позвоЗО ляет резко уменьшить энергетический

Разброс ионов (примерно в 30 раз), улучшается разрешающая способность масс-спектрометров с двойной фокуг сировкой; получение моноэнергетического ионного пучка в разряде дает 5. возможность отказаться от двойной фокусировки в искровых масс"спектрометрах, благодаря упрощению массового спектра регистрируемых ионов зна" чительно (в 10-20 раз) снижается

40 интенсивность линий многоатомных и комплексных ионов.