Способ измерения циклотронной частоты Советский патент 1975 года по МПК G01N27/78 

Изобретение откосится к ядерной физике Известен способ измерения циклотронной частоты ионов с помощью магнитного резонансного масс-спектрометра. Исследуемые ионы создают в источнике с электронным ударом обычного типа, из которого они пе- реьещаются в однородном магнитном поле напряженностью Н до модулятора (18О ), где модулируются по :)нергии. Щелью в точ ке 360 вырезают ионные пакеты малой длительности, которые повторно в фазе по ступают в модулятор, а затем в индикатор, расположенный в точке 720 . Циклотронную частоту определяют как величину, крат ную частоте модуляции энергии ионов.. Однако при этом способе при перестройке прибора с одной массы ионов на другую изМеаяются радиусы орбит всех ионов, одновременно выходящих из источника, и поэтому изменяется распределение полей объемных зарядов и главным образом поляризационных потеншшлов. Для устранения сдвигов измеряемого значеЕшя циклотронной частоты, вызываемых паразитными электрическими полями, применяется экстраполяционная методика, предусматривающая измерение циклотронной частоты ионов с различными М/0 при неизменности паразитных электрических tioлей в случае перестройки прибора. Цель изобретения - повышение точности измерения циклотронной частоты ионов ла счет стабилизации распределения зарядов и потенциалов при перестройке прибора на другие массы. Это достигается тем, что для образоппния ионов в магнитном масс-спектром-гре используют многосекционный источник нонов с ионизационными и ускоряющими промежутками. Ионы, имеющие разные значения отнощершя массы к заряду М/ О , образуются в paзJшчныx секциях источник) и при этом выходят из источника с различными энергиями, соответствующими ускоряющим напряжениям, приложенным к различным секциям. Напряжения на ускоряющих промежутках f- выбирают такими, чтобы выполнялись условия

( vig

где L - расстояние между выходной щелью источника и Входной щепью модулятора.

.

Для перестройки ,приборов с ионов, име-

юошх отношение массы к заряду М f / §,

на ионы с отношением 9,, ,,,,

2i 2 -«

Mji/Q I достаточно изменить напряжение

мояуяятЬра (у (частоту иамплитуду). При этом все потенциалы источника остаются неизменными, а .следовательно, остаются неизменными и все паразитные электриче ские поля, обусловленные объемными заряда ми и поляризованными потенциалами, создаваемыми лучами всех ионов, выходящих из источника, т. е, строго выполняете Хс- ловие неизменности распределения параэтЛных электрических полей,

Для определения величины маг нитного момента протонов в ядерных магнетонах не обходимо найти отношение частоты ядерного магнитного резонанса протонов к частоте циклотронного резонанса ионов при одном и том же значении напряженности магнитно поля Н . Измерение частоты протонного магнитного резонанса производят кзвестньзми методами с достаточной точностью. Как показали измерения, при описанном спосо бе погрешность измерения магнитного мо мента протона в ядерных магнетонах равна О.43 . 10-6.

Предмет изобретения

Способ измерения циклотронной частоты онов с различным отношением массы М к аряду q , используемый, в частности ри нахождении величины магнитного момента протона в ядерных магнетонах по отношению частот ядерного магнитного резонанса протонов и циклотронного.резонана ионов в одном и том же магнитном поле Н, заключающийся в получении ионов в источнике с электронным ударом магнитного езонансного масс-спектрометра, ускорении

ионов Электрическим полем сускоряющей разностью ионов электрическим полем с ускоряющей разностью потенциалов (J , амплитудной модуляции их энергии с помо«мощью модулятора, индикации выходного тока резонансных ионов и определении по максимуму тока частоты циклотронного резонанса ионов в поле Е, о т л. и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, ионы с разли.чным М/ одновременноI создают в ионном ис- точнике, выбирая ускоряющую разность по тенщ1алов так. чтобы выполнялись соотно- шения:

2t

j4j f

где I Ij 2, ... rt ;

у. разность потенциалов, проходимая ионом от места его зарождения

до выхода из источника; It расстоние между выходной щелью источника и и щелью модулятора, и при этом переход от регистрации ионов с одним М/с к регистрации ионов с другим M/Q осуществляют изменением частоты и : амплитуды модулирующего напряжения.