Источник ионов Советский патент 1988 года по МПК H01J27/00 

Изобретение относится к источникам ионов для масс-спектрометрии и может быть использовано при определе Д1ИИ изотопного состава микропроб в технологии переработки радиоактивного топлива.

Целью изобретения является обеспечение возможности использования источника в масс-спектрометрах любого типа при сохранении высокой эффективности источника ионов,

На чертеже представлена схема источника.

Он содержит Ионизатор 1 испаритель 2, шток 3, вакуумный шлюз 4, катоды 5 нагрева ионизатора и испарителя, тепловой экран 6, извлекающий электрод 7, отверстие 8, перекрытое сеткой, охлаждаемый отражаю25

щий электрод 9, коническое отверстие 20 рода предложенной формы, позволяет 10, теплообменник 11, ионно-оптичес- кую систему 12, вытягивающий электрод 13 ионно-оптической системы.

Устройство работает следующим образом.

Шток 3 с испарителем 2 и ионизатором 1 извлекают через шлюз 4 и помещают в испаритель вещество пробы, Затем перемещают ионизатор с испарителем в рабочее положение и поднимают ток нагрева катода ионизатора до величины 10-14 А так, чтобы ток электронной бомбардировки ионизатора достиг значения 0,2 А при напряжении между катодом и ионизатором 300 В,. При этом температура последнего достигнет К, С помощью на грева катода испарителя поднимают температуру испарителя 2 до значения, при котором ток ионов пробы достигнет нужной для анализа величины,

В процессе анализа пары пробы из испарителя 2 попадают в ионизатор 1, где при многократном столкновении с его нагретой поверхностью ионизи- .руются и образуют в полости ионизатора плазму с высокой степенью ионизации атомов пробы. Их ионы извлекаются полем электрода 7 и собираются в

наиболее полно собрать образующиеся ионы пробы, снизить их разброс по энергиям до теплового, устранить на более интенсивные паразитные токи ионов и перегрев ионно-оптической системы и подать на вход ионно-опти ческой системы масс-анализатора люб го типа ионный пучок с параметрами, сохраняющими высокую эффективность источника ионов и аналитические характеристики анализатора.

Формула изобретени

35 Источник ионов для масс-спектрометра, содержащий расположенные на ионно-оптической оси испаритель с устройством нагрева, ионизатор с ус ройством нагрева, извлекающий элект

40 род, совмещенный с тепловым экраном окружающим испаритель с ионизатором имеющий отверстие на ионно-оптиЧеск оси для прохода ионов, последовател но расположенные вдоль оси, охлажда

45 емый вытягивающий электрод, ионно- оптическую систему, а также вакуумный шлюз, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возмо ности его использования в масс-спек

отверстие 10 электрода 9, который от- 50 рометрах любого типа при сохранении

ражает паразитные ионы конструкционных материалов и ионы пробы, обладающие пониженной энергией,

Поле вытягивающего электрода 13, проникая в отверстие Юр отбирает ионы пробы, разброс которых по энергиям близок к тепловому и которые формируются ионно-оптической системой

12 в пучок с параметрами,, обеспечи- вающ1 ми получение паспортного значения разрешающей силы масс-спектрометра. Охлаждение отражающего эл.ектрода 9 с помощью теплообменника 11 препятствует испусканию его поверхностью паразитных ионов и теплового излучения, нагревающего оптику 12, что создает условия для стабильной работы прибора. Наличие установленного непосредственно за ионизатором сетки извлекающего электрода имеющего от- рицательньй относительно ионизатора потенциал и перекрытое сеткой отверстие, а также размещенного вслед за ним в определенном положении относительно ионно-.оптической системы ох- , лаждаемого и находящегося под потенциалом ионизатора отражающего элект25

20 рода предложенной формы, позволяет

наиболее полно собрать образующиеся ионы пробы, снизить их разброс по энергиям до теплового, устранить наиболее интенсивные паразитные токи ионов и перегрев ионно-оптической системы и подать на вход ионно-оптической системы масс-анализатора любого типа ионный пучок с параметрами, сохраняющими высокую эффективность источника ионов и аналитические характеристики анализатора.

Формула изобретения

35 Источник ионов для масс-спектрометра, содержащий расположенные на ионно-оптической оси испаритель с устройством нагрева, ионизатор с устройством нагрева, извлекающий элект40 род, совмещенный с тепловым экраном, окружающим испаритель с ионизатором, имеющий отверстие на ионно-оптиЧеской оси для прохода ионов, последовательно расположенные вдоль оси, охлажда45 емый вытягивающий электрод, ионно- оптическую систему, а также вакуумный шлюз, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности его использования в масс-спектвысокой эффективности источника иойов, между вытягивающим и извлекающим электродом расположен на ионно-опти- ческой оси охлаждаемый отражающий 55 электрод с коническим отверстием большим основанием обращенным в сторону извлекающего электрода, на отверстие которого установлена сетка.

Изобретение относится к источникам ионов для масс-спектрометрии и может быть использовано для микроопределения изотопного состава микро- 1троб в технологии переработки радиоактивного топлива. Целью изобретения является обеспечение возможности использования источника в масс-спектрометрах любого типа при сохранении высокой эффективности источника ионов. Источник содержит ионизатор 1, испаритель 2, шток 3, на котором креt..:.-. пятся блоки ионизатора и испарителя с их устройствами нагрева 5, вакуумный шлюз 4, через которьй ионизатор и испаритель подаются из камеры загрузки пробы в рабочую вакуумируемую камеру во внутреннюю полость теплового экрана 6, окружающего ионизатор и испаритель и образованного извлекающим электродом 7, имеющим отверстие 8, перекрытое сеткой, через которое ионы пробы вытягиваются потенциалом электрода 13 ионно-оптичес- кой системы 12. Между вытягивающим, электродом и извлекающим электродом для отражения паразитных ионов и ионов пониженной энергии и улучшения монохроматичности ионного пучка установлен охлаждающий отражающий электрод 9 с коническим отверстием 10, обращенным большим диаметром в сто- рону. вытягивающего электрода. Температура электрода 9 стабилизируется теплообменником 11, что устраняет интенсивные паразитные токи ионов и перегрев йонно-оптической системы, улучшает процесс вытягивания и формирования ионного пучка при работе. 1 ил. i . (Л 05 о 00 о со

Редактор Н.Коляда

Заказ 3393

Тираж 746Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, -д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4

Составитель В,Спиридонов

Техред Л.Олийкьк Корректор А.Обручар