Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

Часть 1. Масс-спектрометрический метод анализа…………………………..5

1. Масс-спектрометрия. Последовательность операций

при масс-анализе…………………………………………………5

2. Ионнооптические системы в масс-спектрометрии…………….6

1.2.1 Движение ионов в продольном электрическом поле…………..7

1.2.2. Движение ионов в поперечном электрическом поле………….8

1.2.3. Движение ионов в радиальном поле цилиндрического

конденсатора……………………………………………………..9

1.2.4 Электростатические линзы………………………………………12

1.2.5.Движение ионов в продольном однородном

магнитном поле 13

1.2.6. Движение ионов в однородном поперечном

магнитном поле………………………………………………….14

1.2.7. Фокусирующие свойства однородного магнитного поля

π-радиан………………………………………………………….16

1.2.8. Фокусирующие свойства магнитных полей произвольной

конфигурации……………………………………………………17

1.2.9. Принцип фокусировки ионов с помощью искривленной

границы секторного магнитного поля…………………………21

3. Хроматическая абберация………………………………………23

4. Практическое осуществление ионнооптических систем……..24

5. Основные характеристики масс-спектрометрических

приборов…………………………………………………………26

1.5.1. Линейная дисперсия ионов по массам…………………………27

1.5.2. Разрешающая способность масс-спектрометрических

приборов…………………………………………………………28

1.5.3. Чувствительность и светосила масс-спектрометров………….30

6. Ионные источники для масс-спектрометров………………….31

1.6.1. Основные требования к ионным источникам…………………32

1.6.2. Возможные методы ионизации. Типы источников……………33

1.6.2.1. Газовый разряд при пониженном давлении.

Каналолученые источники………………………………………33

1.6.2.2. Высокочастотный искровой разряд в вакууме………………34

1.6.2.3. Термоионизация……………………………………………….35

1.6.2.4. Фотоионизация…………………………………………………36

1.6.2.5. Ионизация медленными электронами………………………..36

7. Методы масс-спектрометрического анализа и

масс-спектрометрические устройства………………………….39

1.7.1. Общие положения……………………………………………….39

1.7.2. Статические системы…………………………………………….40

1.7.2.1. Устройство без фокусировки ионов. Метод 

парабол (масс-спектрограф Томпсона)………………………..41

1.7.2.2 Устройство с фокусировкой ионов по скоростям

(масс-спектрограф Астона)……………………………………..43

1.7.2.3. Устройство с фокусировкой ионов по углу………………….45

1.7.2.4. Устройство с двойной фокусировкой………………………..47

1.7.3. Динамические системы…………………………………………49

1.7.3.1. Радиочастотный масс-спектрометр………………………….49

1.7.3.2. Квадрупольный масс-спектрометр

(электрический фильтр масс)…………………………………...51

1.7.3.3 Времяпролетный масс-спектрометр…………………………..53

1.7.3.4. Омегатронные или магнитно-динамические

масс-спектрометры………………………………………………55

1.8. Классификация масс-спектрометрических приборов…………..58

1.9. Вакуумные системы масс-спектрометров……………………….59

1.9.1. Назначение вакуумных систем масс-спектрометров и

требования, предъявляемые к ним……………………………..59

1.9.2. Характеристики вакуума и газовых потоков………………….60

1.9.3. Элементы вакуумных систем масс-спектрометров……………61

1.9.3.1. Вакуумные насосы и высоковакуумные ловушки…………..61

1.9.3.2. Датчики давления……………………………………………..63

1.9.3.3. Вентили…………………………………………………………64

1.9.3.4. Разъемные вакуумные соединения………………………….64

1.9.4. Типы вакуумных систем масс-спектрометров…………………65

1.9.4.1. Вакуумные системы аналитической части приборов………65

1.9.4.2. Системы подготовки и напуска проб в ионный источник

масс-спектрометра……………………………………………….67

1.10. Правила эксплуатации масс-спектрометрических

приборов. Проведение измерений……………………………...69

1.10.1. Общие положения………………………………………………70

1.10.2. Анализ изотопного состава веществ………………………….72

1.10.3. Анализ молекулярного (химического) состава веществ……..74

1.10.4. Погрешности масс-анализа изотопного и молекулярного

состава веществ и их причины………………………………….78

10.11. Некоторые типы масс-спектрометров для

изотопного анализа веществ……………………………………80

10.12. Некоторые масс-спектрометры для определения

состава газовых смесей при

быстропротекающих процессах………………………………..83

Заключение………………………………………………………84

Литература……………………………………………………….86