Джерела випромінювання
У ААС принципово новим моментом в порівнянні з АЕС є наявність в приладі джерел зовнішнього випромінювання. Головна вимога, що пред’являється до них, — високий ступінь монохроматичності випромінювання, обумовлений вузькополосною структурою атомних спектрів поглинання (ширина ліній порядка 10-3–10-2 нм).
У даний час в ААС як джерела випромінювання найбільшого поширення набули розрядні лампи — лампи з порожнистим катодом і безелектродні розрядні лампи. Вони є джерелами лінійчатих спектрів.
|
Рис 7.7 Лампа з порожнистим катодом |
Лампа з порожнистим катодом (рис. 7.7) є скляним або кварцовим балоном, заповненим інертним газом під низьким тиском, усередині якого знаходяться два електрода – катод і анод. Катод має форму чаші і виготовляється з чистого металу. При подачі напруги на електроди виникає тліючий розряд з утворенням позитивних іонів газу-наповнювача. Останні бомбардують катод, вибиваючи атоми металу в газову фазу. Там ці атоми збуджуються і випускають випромінювання, характерне для вільних атомів відповідного елементу. Таким чином, спектр випромінювання лампи з порожнистим катодом, – це атомний спектр матеріалу катода (плюс лінії, що випускаються збудженими іонами газу-наповнювача). З нього за допомогою звичайного дифракційного монохроматора можна виділити одну (зазвичай найінтенсивнішу) лінію і використати її для атомно-абсорбційного визначення відповідного елементу.
Безелектродні розрядні лампи аналогічні лампам з порожнистим катодом; відмінності між ними лише у конструкції. В безелектродній лампі міститься невелика кількість чистої речовини (або її летючої легкодисоційованої сполуки), яка переводиться в атомну пару і збуджується під дією мікрохвильового поля. Безелектродні розрядні лампи виготовляють головним чином для визначення неметалів (As, Se, Тe, P) і летючих металів (Hg, Rb, Cs).
Серйозний недолік розрядних ламп — їх “вузька спеціалізація”: кожна лампа придатна для визначення тільки одного елементу. Існують, правда, і багатоелементні лампи, в яких катод виготовлений з суміші (сплаву) декількох елементів, але у них експлуатаційні характеристики, як правило, гірші, ніж для одноелементних. Тому робляться інтенсивні зусилля зі створення джерел випромінювання для ААС зі здатністю змінювати частоту. Приклади таких джерел — особливо потужні (ксенонові) лампи, які дають безперервний спектр, в поєднанні з монохроматорами з високою роздільною здатністю, а також лазери зі змінною частотою: на барвниках і, останнім часом, — на напівпровідникових діодах. Випромінювання останніх відрізняється такою високою монохроматичність, яка дозволяє визначати навіть ізотопи елементів, використовуючи дуже малі відмінності в положенні їх спектральних ліній. Проте лампи з порожнистим катодом і безелектродні розрядні лампи дотепер використовуються в ААС найширше.