Отклоняющая система масс-спектрометра

 

Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к масс-спектрометрам, и может быть использовано в призменных масс-спектрометрах с высокой дисперсией. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования величины магнитного поля магнитной призмы спектрометра и уменьшение его веса и габаритов. Отклоняющая система выполнена в виде магнитной призмы с коническим магнитным полем, образованной параллельными витками с током, уложенными на одинаковых соосных конических поверхностях с общей вершиной. Для формирования конического распределения магнитного поля число ампер-витков в конической обмотке должно быть обратно-пропорционально расстоянию до общей вершины конусов. Такое распределение ампер-витков имеет место, например, в обмотке образованной равномерно уложенными на конических поверхностях витками одинакового сечения, изолированными друг от друга и включенными параллельно. Использование конического поля позволяет увеличить дисперсию масс-спектрометра, а выполнение призмы безжелезной помимо снижения веса и габаритов устройства обеспечивает регулировку величинв тока в обмотке и соответственно величины магнитного поля призмы в широких пределах, что расширяет класс анализируемых ионов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 49/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318644/24-21 (22) 20.07.87 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (75) И. Ф. Спивак-Лавров и В. В. Радченкс (53) 639.143.2:543.51 (088.8) (56) Кельман В. И. и др. Статические массспектрометры.— Алма-Ата: Наука, 1985, с. 220.

Авторское свидетельство СССР № 671582, кл. Н 01 J 49/00, 1976. (54) ОТКЛОНЯ)ОШАЯ СИСТЕМА МАСССПЕКТРОМЕТРА (57) Изобретение относится к области ядерной физики, в частности к масс-спектрометрам, и может быть использовано в призменных масс-спектрометрах с высокой диспер сией. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования величины магнитного поля магнитной призмы спектрометра и уменьшение его веса и габаритов. Отклоняющая система выполнена в виде магнитной призмы с коническим магнитным полем, Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и технике, в частности к масс-спектрометрам, и может быть использовано в призменных масс-спектрометрах с высокой дисперсией.

Цель изобретения — расширение диапазона масс анализируемых ионов и уменьшение массы и табаритов системы.

На фиг. 1 показана конфигурация витков магнитной призмы; на фиг. 2 — схема масс-спектрометра.

Отклоняющая система выполнена в виде магнитной призмы 1 с коническим магнитным полем, образованной параллельными круговыми витками с током, уложенными на одинаковых соосных конических поверхностях с общей вершиной (фиг. 1). При использовании призмы в масс-спектрометре

„„SU„„1597962 А1 образованной параллельными витками с током, уложенными на одинаковых соосных конических поверхностях с общей вершиной.

Для формирования конического распределения магнитного поля число ампер-витков в конической обмотке должно быть обратно пропорционально расстоянию до общей вершины конусов. Такое распределение ампервитков имеет место, например, в обмотке, образованной равномерно уложенными на конических поверхностях витками одинакового сечения, изолированными один от другого и включенными параллельно. Использование конического поля позволяет увеличить дисперсию масс-спектрометра, а выполнение призмы безжелезной, помимо снижения веса и габаритов устройства, обеспечивает регулировку величины тока в обмотке и, соответственно, величины магнитного поля призмы в широких пределах, что расширяет класс анализируемых ионов. 1 з.п. флы, 2 ил. между обмотками могут быть установлены магнитные экраны-электроды 2 и 3 (фиг. 2) для формирования требуемой траектории ионов.

Система работает следующим образом.

В коническое магнитное поле призмы 1 после прохождения системы экранов-электродов 2 и 3, фокусирующих линз 4 и 5 и коллиматора 6 поступает пучок от источника 7 ионов. В коническом поле призмы 1 осуществляется поворот пучка ионов вокруг оси призмы, причем ионы, имеющие разные массы, занимают траектории с различным радиусом кривизны. После этого ионы проходят через систему экранов-электродов 2 и 3, линзы 4 и 5, и коллиматор 6 и поступают на приемник 8 ионов. В зависимости от положения щели приемника, в него посту1597962 пают ионы с различной массой, что позволяет анализировать спектральный состав потока ионов.

Использование в отклоняющей системе конического магнитного поля позволяет существенно повысить разрешающую способность спектрометра. Выполнение призмы, в виде безжелезного магнита обеспечивает регулирование тока в витках и, соответственно, величины магнитного поля в широких пределах, в то время как величина поля в призмах с ферромагнитными сердечниками ограничена индукцией насыщения и, как правило, не превышает 2 Тл. Кроме того, при использовании безжелезной призмы можно с высокой точностью рассчитать краевые поля и скомпенсировать их неоднородность, снизив аберрации ионного потока, Для получения конического распределения поля призмы в пространстве, т. е, H(r)1= — „ — ", число ампер-витков в коничес20 кой обмотке должно быть обратно пропорционально расстоянию от вершин конусов. Такое распределение ампер-витков по обмотке может быть достигнуто, например

25 в обмотке из плотно прилегающих один к другому проводников одинакового сечения, изолированных один от другого и включенных параллельно.

По сравнению с известными массспектрометрами с коническим полем, сформированным полюсными наконечниками электромагнита, безжелезная призма обладает меньшим весом и габаритами, а также позволяет в широких пределах регулировать величину магнитного поля, соответственно, расширяя класс анализируемых ионов.

Формула изобретения

1 О

Отклоняющая система масс-спектрометра в виде магнитной призмы с коническим магнитным полем, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона масс анализируемых ионов и уменьшения массы и габаритов системы, магнитная призма выполнена в виде прилегающих друг к другу параллельных круговых токовых витков, расположенных на двух соосных одинаковых конических поверхностях с общей вершиной, причем число ампер-витков в обмотке призмы обратно пропорционально расстоянию от общей вершины конических поверхностей.

2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что витки призмы выполнены из изолированных проводников одинакового сечения, уложенных равномерно вдоль конических поверхностей и включенных параллельно.

1597962

Составитель С. Доценко

Реда ктор И. Ш улла Корректор Н. Ревская Корректор О. 11нпл

Заказ 3060 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4j5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, у.t. Гагарина, 10I