Масс-спектрометр для анализа микроконцентраций примесей в газах и парах (его варианты)

 

Изобретение относится к масс-спектрометрии. Сущность: масс-спектрометр содержит масс-анализатор, систему электропитания и регистрации масс-спектров и систему ввода исходной пробы газа или пара в масс-анализатор, включающую устройство обогащения пробы содержащимися в ней микропримесями, выполненное в виде газовой противоточной ультрацентрифуги, внутри цилиндрического ротора которой у одного из его торцов расположены выход канала ввода исходной пробы и вход канала сброса обедненной микропримесями фракции, а вблизи второго торца ротора расположены входное и выходное отверстия петлевого канала отбора фракции, обогащенной микропримесями, участок которого, расположенный за пределами ультрацентрифуги, снабжен натекателем, соединенным с масс-анализатором, причем проводимость натекателя по меньшей мере на порядок ниже проводимости канала отбора. В другом варианте масс-спектрометра устройство обогащения исходной пробы газа выполнено в виде последовательного каскада газовых противоточных ультрацентрифуг , в первой из которых внутри ротора у одного из его торцов расположены выход канала ввода исходной пробы и вход канала сброса обедненной микропримесями фракции, а вблизи второго торца ротора данной ультрацентрифуги расположены вход и выход канала отбора обогащенной микропримесями фракции. Данный канал всех ультрацентрифуг, кроме последней, выполнен в виде петли, имеющей два участка: вход первого и выход второго участков расположены внутри ротора вблизи второго его торца, а выход первого и вход второго участков расположены внутри ротора каждой последующей ультрацентрифуги у первого торца ее ротора. Разности проводимостей указанных каналов по меньшей мере на два порядка ниже проводимости самого канала. Участок петлевого канала отбора, расположенный вне ротора последней в каскаде ультрацентрифуги, снабжен натекателем, соединенным с масс-анализатором, и его проводимость по меньшей мере на два порядка ниже проводимости данного канала. Чувствительность масс-спектрометра в 10³ - 10⁶ раз выше, чем у известных масс-спектрометров. 2 с. и 1 3 п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к масс-спектрометрии, а именно к анализу микроконцентраций примесей в газообразных веществах, в частности к анализу микропримесей в особо чистых газах и микропримесей органических и неорганических веществ в атмосферном воздухе.

Известен масс-спектрометр для промежуточного контроля изотопного состава урана в гексафториде урана в многокаскадных обогатительных системах, содержащих десятки тысяч последовательно и параллельно соединенных газовых центрифуг [1] Контроль осуществляли путем отбора проб в ампулы из различных точек каскадов и ввода их в масс-спектрометр.

Применительно к анализу микропримесей в газах и парах данная система, включающая каскады названных центрифуг и масс- спектрометр, имеет по крайней мере два недостатка. Во-первых, обогатительные каскады созданы для получения больших количеств конечного продукта. В связи с этим коэффициент обогащения каждой отдельной центрифуги мал (≈1,5), тогда как потоки отбираемого вещества на многие порядки превышают требуемые для ввода в масс-спектрометр. Поэтому для получения требуемого для масс- спектрометрического анализа коэффициента обогащения по микропримесям (10³-10⁶) необходимы неприемлемо длинные по числу центрифуг каскады при неприемлемо больших расходах анализируемой пробы. Во-вторых, при отборе проб газа в отдельные ампулы, особенно с низким содержанием интересующих компонентов, возможна неконтролируемая сорбция этих компонент на стенках ампулы из-за малого количества молекул примеси в отбираемом объеме. Это ведет к ошибкам в измеряемом уровне концентрации микропримеси либо определении ее наличия в пробе. Кроме того, отбор в ампулы осложняет проведение оперативных анализов и исключает возможность работы в режиме непрерывного контроля.

Известен масс-спектрометр для анализа микропримесей в газах, содержащий установленный в вакуумной камере масс-анализатор, включающий источник ионов, собственно анализатор, разделяющий ионы пo отношению их массы к заряду, приемник ионов, а также систему электронного питания масс-анализатора и регистрации получаемых масс-спектров и систему непрерывного ввода исходной анализируемой пробы в вакуумную камеру, включающую устройство обогащения исходной пробы газа или пара содержащимися в ней микропримесями, выполненное в виде тонкой мембраны из диметилсиликоновой резины, являющейся полупроводящей для компонент воздуха и хорошо пропускающей через себя органические вещества. Противолежащая сторона мембраны обращена в область вакуума, где расположен масс-анализатор. Поэтому через мембрану с существенным обогащением по отношению к составляющим воздуха проходят присутствующие в нем молекулы микропримесей органических веществ. Коэффициент обогащения по разным веществам лежит в пределах одного-двух порядков, а в отдельных случаях может достигать 500. С помощью компьютерной обработки получаемых масс-спектров осуществляют разделение налагающихся пиков и идентификацию обнаруженных примесей. Достигается чувствительность анализа на уровнях lppm-I0ppb (2).

Основным недостатком прототипа является ограниченный уровень селективности таких мембран, что не позволяет достигать более высоких (10³-10⁶) уровней обогащения, требуемых, в частности, при контроле наиболее токсичных веществ в атмосфере и особо малых примесей в сверхчистых газах. По отношению к различным органическим веществам проводимость мембраны может различаться в 100 и более раз, что вызывает дискриминационные эффекты и является недостатком устройства. Сильная зависимость проводимости мембраны от ее температуры требует ее высокоточной стабилизации и приводит к конструктивным усложнениям аппаратуры. Такой параметр, как селективность способа, может быть, в принципе, увеличен каскадированием, т.е. последовательной установкой нескольких мембран, однако это целесообразно только для тех примесей, эффективность пропускания мембраны для которых не менее ≈50% В остальных случаях это ведет к существенному снижению эффективности пропускания, и часть микропримесей, проводимость по которым мала, может быть просто потеряна для анализа. К тому же при каскадировании возрастает инерционность измерений из-за увеличения постоянной времени прохождения веществ через последовательную систему мембран, теряется экспрессность анализа.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение чувствительности масс-спектрометра при анализе микропримесей в газах и парах, в первую очередь при определении особо низких концентраций таких примесей. Одновременно должны обеспечиваться работа масс-спектрометра в режиме непрерывного анализа, малая инерционность измерений и максимально высокие коэффициенты обогащения по интересующим микропримесям независимо от природы анализируемых веществ и температуры системы обогащения.

Указанный результат достигается тем, что в масс-спектрометре для анализа микроконцентраций примесей в газах и парах, содержащем масс-анализатор, например, квадрупольный, включающий источник ионов, собственно анализатор, разделяющий ионы по отношению их массы к заряду, приемник ионов, вакуумную камеру, в которой установлен масс-анализатор, систему электронного питания масс-анализатора и регистрации получаемых масс-спектров и систему непрерывного ввода исходной анализируемой пробы в указанную вакуумную камеру, включающую устройство обогащения вводимой исходной пробы газа или пара содержащимися в ней микропримесями, устройство обогащения исходной пробы выполнено в виде газовой противоточной ультрацентрифуги, внутри ротора которой в области, прилегающей к одному из двух его торцов, расположены выходное отверстие канала ввода анализируемой пробы и входное отверстие канала сброса фракции, обедненной интересующими микропримесями, в области прилегающей к второму торцу ротора, противолежащему первому торцу, расположены входное и выходное отверстия канала отбора фракции, обогащенной микропримесями, канал отбора выполнен в виде петли, а его участок, расположенный вне ультрацентрифуги, снабжен натекателем, вход которого соединен с этим каналом, выход с вакуумной камерой и проводимость которого по меньшей мере на порядок ниже проводимости указанного канала отбора.

При проведении анализов, требующих получения коэффициентов обогащения 10³-10⁶ и более, например при анализе субмалых микропримесей в особо чистых газах или при поиске следов токсичных загрязнителей в атмосферном воздухе, возможностей центробежного поля одной противоточной ультрацентрифуги по какой-либо причине, например из-за конструктивных ограничений, может оказаться недостаточно. В этом случае поставленная цель достигается тем, что в масс-спектрометре для анализа микроконцентраций примесей, содержащем масс-анализатор, например, квадрупольный, включающий источник ионов, собственно анализатор, разделяющий ионы по отношению их массы к заряду, и приемник ионов, вакуумную камеру, в которой установлен масс-анализатор, систему электронного питания масс-анализатора и регистрации получаемых масс-спектров и систему непрерывного ввода исходной анализируемой пробы в вакуумную камеру, включающую устройство обогащения исходной пробы газа или пара исследуемыми микропримесями, устройство обогащения исходной пробы выполнено в виде последовательного каскада газовых противоточных ультрацентрифуг, в первой из которых внутри ее ротора в области, прилегающей к первому его торцу, расположены выходное отверстие канала ввода анализируемой пробы и входное отверстие канала сброса фракции, обедненной исследуемыми микропримесями, при этом ультрацентрифуги соединены каналами отбора фракции, обогащенной исследуемыми микропримесями, выполненными, кроме последней ультрацентрифуги, в виде петли с разрывом на ее внешней части, образующим два участка, расположенных так, что входное отверстие первого участка и выходное отверстие второго участка расположены внутри ротора соответствующей ультрацентрифуги в области, прилегающей к второму его торцу, выходное отверстие первого участка и входное отверстие второго участка расположены внутри ротора каждой последующей ультрацентрифуги в области, прилегающей к первому торцу ее ротора, разность проводимостей первого и второго участков каждого из этих каналов по меньшей мере на два порядка ниже проводимости самого канала, канал отбора последней ультрацентрифуги выполнен в виде петли, а его участок, расположенный вне ультрацентрифуги, снабжен натекателем, вход которого соединен с этим каналом, выход с вакуумной камерой и проводимость которого по меньшей мере на два порядка ниже проводимости указанного канала отбора.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг.1 и фиг.2 представлены схемы масс-спектрометра с одной ультрацентрифугой в системе ввода пробы для двух случаев анализа микропримесей; на фиг.3 изображена схема переключения режимов работы масс-спектрометра; на фиг.4 изображена схема масс-спектрометра с каскадом ультрацентрифуг в системе ввода пробы.

Конструкция предлагаемого масс-спектрометра представлена на фиг.1, где 1 источник ионов, в котором осуществляется ионизация молекул анализируемого газа или пара и содержащихся в нем микропримесей, 2 анализатор, в поле которого осуществляется разделение образовавшихся ионов по отношению их массы к заряду m/е, где m масса, а е заряд иона; 3 приемник ионов, на котором регистрируются ионные токи, выходящие из анализатора, 4 вакуумная камера, снабженная вакуумным каналом 5, через который осуществляется ее откачка; 6 - система электронного питания и регистрации получаемых масс-спектров, которая питает необходимыми электрическими потенциалами ионно-оптические системы источника ионов и анализатора и осуществляют усиление и регистрацию ионных токов, поступающих на приемник ионов; 7 ультрацентрифуга, в центробежном поле которой происходит обогащение анализируемой исходной смеси содержащимися в ней микропримесями; 8 и 9 соответственно ротор и ось ультрацентрифуги, 10 опора ротора, 11 и 12 внутренние верхний и нижний торцы ротора ультрацентрифуги, 13 диафрагма ротора, расположенная вблизи его нижнего внутреннего торца, 14 канал ввода в ультрацентрифугу исходной анализируемой пробы, 15 входное отверстие этого канала, расположенное вне ультрацентрифуги, 16 выходное отверстие этого канала, расположенное вблизи одного из внутренних торцов ротора ультрацентрифуги, через которое анализируемая проба поступает в центробежное поле ротора, 17 канал сброса фракции, обедненной интересующими микропримесями, 18 входное отверстие этого канала, расположенное вблизи того из внутренних торцов ротора ультрацентрифуги, вблизи которого расположено выходное отверстие 16 канала 14 ввода анализируемой пробы, 19 выходное отверстие канала сброса, расположенное вне ультрацентрифуги, 20 канал отбора фракции, обогащенной интересующими микропримесями, выполненный в виде петли и предназначенный для непрерывной безинерционной передачи фракции, обогащенной интересующими микропримесями, к масс-анализатору, 21 и 22 соответственно входное и выходное отверстия этого канала, расположенные вблизи второго внутреннего торца ротора ультрацентрифуги, противолежащего ранее указанному торцу этого ротора, 23 участок канала отбора фракции, обогащенной интересующими микропримесями, расположенный вне ультрацентрифуги, 24 натекатель, вход 25 которого соединен с участком 23 канала отбора, а выход 26 с вакуумной камерой, предназначенный для непрерывной подачи обогащенной фракции из канала отбора на анализ в вакуумную камеру, 27 направление циркуляции газовых потоков в роторе ультрацентрифуги, 28 приосевое отверстие диафрагмы 13.

При рассмотрении работы масс-спектрометра необходимо отметить три возможных случая: молекулярные веса интересующих микропримесей меньше, чем молекулярный вес основного газа или пара; молекулярные веса интересующих микропримесей больше, чем молекулярный вес основного газа или пара; интерес представляют микропримеси, молекулярные веса которых как меньше, так и больше молекулярного веса основного газа или пара.

Фиг. 1 иллюстрирует работу предлагаемого масс-спектрометра в первом случае, фиг. 2 во втором. Для третьего случая необходимо осуществлять работу последовательно сначала по схеме фиг.1, а затем по схеме фиг.2, что достигается простым переключением каналов вне ультрацентрифуги, как это показано на фиг. 3, где точками показано включение каналов ультрацентрифуги по схеме фиг.1, а пунктиром по схеме фиг.2.

Работа масс-спектрометра, представленного на фиг.1, осуществляется следующим образом. Исходная анализируемая проба газа или пара через выходное отверстие 16 канала ввода 14 ультрацентрифуги 7 непрерывно поступает в сильное центробежное поле этой ультрацентрифуги. Поле создается вращением ротора 8 относительно его оси 9. Под действием центробежных сил этого поля внутри ротора возникает радиальное распределение концентраций компонент анализируемого газа или пара, зависящее от их молекулярного веса, причем чем выше молекулярный вес компоненты, тем выше концентрация этой компоненты в периферийной от оси области поля по сравнению с исходной концентрацией. Таким образом, периферийные фракции оказываются обогащенными тяжелыми микропримесями, а приосевые соответственно легкими микропримесями. В противоточной ультрацентрифуге устройство отбора тяжелой фракции (трубка Пито), в которой оформлено входное отверстие 18 канала отбора этой фракции, расположено обычно у стенки ротора вблизи верхнего внутреннего торца 11 этого ротора. Аналогичное устройство отбора легкой фракции расположено вблизи нижнего внутреннего торца 12 этого ротора непосредственно под диафрагмой 13. Под воздействием торможения газового потока устройством отбора тяжелой фракции уменьшается радиальная скорость частиц в этой области, а следовательно, снижается плотностью газа, особенно вблизи стенки ротора, что приводит к появлению пристеночных циркуляционных потоков 27, продольных оси 9 ротора. Многократная циркуляция потока мультиплицирует процесс обогащения и приводит к резкому росту разделительных свойств рассматриваемой ультрацентрифуги. Часть потока легкой фракции, т.е. фракции, обогащенной легкими микропримесями по отношению к основному газу или пару, непрерывно поступает в область между нижним торцом 12 ротора 8 и диафрагмой 13 через приосевое отверстие 28 в этой диафрагме, через входное отверстие 21 канала отбора 20 непрерывно отбирается в этот канал, подводится по нему к входу 25 натекателя 24 и далее непрерывно возвращается через выходное отверстие 22 этого канала в ротор ультрацентрифуги в область отбора, не изменяя таким образом ни вертикального (относительно оси 9) концентрационного распределения компонент в роторе и его газонаполнения, ни режима разделения ультрацентрифуги. Тяжелая фракция, т.е. фракция, обедненная легкими и обогащенная тяжелыми микропримесями, через входное отверстие 18 канала сброса 17 непрерывно выводится из области ротора ультрацентрифуги в отвал. Таким образом, непрерывно в ультрацентрифугу через входное отверстие 15 ее канала ввода 14 вводится поток Q исходной анализируемой пробы и из ультрацентрифуги через выходное отверстие 19 канала сброса 17 выводится поток Qʹ= Q-δQ, обедненный интересующими микропримесями, а поток δQ ≪ Q и Qʹ с резко увеличенным содержанием интересующих микропримесей отбирается в масс-анализатор на анализ. Поток δQ с выхода 26 натекателя 24 непрерывно поступает в вакуумную камеру 4. Выходное отверстие 26 натекателя расположено либо вблизи источника ионов 1, либо непосредственно в источнике ионов в зоне ионизации. Ионы, образованные в источнике ионов, формируются в нем в ионный пучок, который вводится в анализатор 2. В анализаторе осуществляется разделение ионов по массам, выделенные ионы поступают на приемник ионов 3. Образованный ими ионный ток усиливается системой регистрации 6 и регистрируется в виде масс-спектров. Концентрации микропримесей, полученные после обработки масс-спектров, приводятся к исходным значениям на основе характеристик обогащения, достаточно строго определяемых для ультрацентрифуги.

Среднее значение входного потока Q требуемого для оптимального режима работы противоточной ультрацентрифуги, составляет величину порядка 10 мг/с, тогда как для масс-спектрометрического анализа требуемая величина потока δQ в зависимости от скорости откачки вакуумной камеры составляет 10^-8-10^-6 мг/с, т. е. (10^-4-10^-7)·Q. Поскольку коэффициент обогащения, обеспечиваемый ультрацентрифугой, с хорошей точностью равен отношению входного потока Q к потоку отбора δQ, в рассматриваемом случае он составляет несколько порядков. При указанном соотношении потоков ввода и отбора выполнение канала отбора в виде петли с проводимостью, на порядки большей проводимости натекателя, имеет принципиальное значение. Этим устраняется инерционность измерений, которая возникает, если канал отбора выполнен не в виде петли, по которой проходит часть циркуляционного потока, а в виде линейного канала, начинающегося от входного отверстия 21 и заканчивающегося у входа 25 натекателя 24 (фиг. 1,2). Время перезаполнения линейного канала фракцией изменившегося состава при крайне малом потоке отбора в масс-анализатор, равном δQ, не позволяет сколько-нибудь экспрессно следить за изменением состава пробы, вводимой в ультрацентрифугу, тогда как концентрационные распределения устанавливаются, как показывает опыт, практически мгновенно. Стремление устранить инерционность линейного канала отбора путем сброса потока отбора вне ультрацентрифуги после прохождения этого потока мимо входа 25 натекателя 24 приводит к режиму, когда поток отбора становится соизмерим с потоком ввода, т. е. Q ≈ δQ. В результате коэффициент обогащения становится близким к единице, что неприемлемо для анализа микропримесей.

В результате данный масс-спектрометр обеспечивает чувствительность при анализе микропримесей в газах и парах на несколько порядков более высокую, чем прототип.

Анализы, выполненные авторами на макете предлагаемого масс-спектрометра с одной ультрацентрифугой, показали, что, например, коэффициент обогащения микропримеси четыреххлористого углерода по отношению к основному носителю - двуокиси углерода при исходной концентрации CCl₄ в CO₂, равной 5 мг/м^З (≈ 1 ррm ), составил 1160, а коэффициент обогащения микропримеси ацетона в шестифтористой сере при исходной концентрации C₃H₆O в SF₆, равной 1 мг/м³ (≈200 ррв), составил 1223.

Для получения коэффициентов обогащения более 10³ целесообразно соединение нескольких ультрацентрифуг в последовательный каскад. В этом варианте (фиг. 4) канал отбора каждой ультрацентрифуги, кроме последней, выполнен в виде петли 29, имеющей разрыв и состоящей из двух участков: участка 30 и участка 31.

Поток Q исходного анализируемого газа или пара непрерывно вводится в канал ввода 14 первой ультрацентрифуги, далее этот поток, обогащенный в первой ультрацентрифуге интересующей микропримесью, вводится из первой во вторую ультрацентрифугу через канал ввода 30 второй ультрацентрифуги и так далее вплоть до последней ультрацентрифуги, канал отбора 20 которой полностью идентичен каналу отбора ультрацентрифуги, представленной на фиг. 1. Из последней ультрацентрифуги в предпоследнюю по каналу сброса 31 непрерывно сбрасывается поток Q = Q-δQ фракции, обедненной интересующей микропримесью, и так далее вплоть до сброса потока Q' в отвал через канал сброса 17 первой ультрацентрифуги. При этом во всех ультрацентрифугах разность между прямым потоком Q и обратным Q' на много порядков меньше величины этих потоков, что обеспечивается выбором проводимости соответствующих каналов ультрацентрифуг. Петлеобразность каналов отбора ультрацентрифуг каскада, малый суммарный поток отбора из каждой ультрацентрифуги и резкое (на порядок) различие обогащенного потока δQ, отбираемого с выхода каскада через натекатель 24 на анализ в масс-спектрометр, по сравнению с потоком Q, вводимым на вход каскада, обеспечивают одновременно максимально возможный коэффициент обогащения, равный произведению коэффициентов обогащения каждой из ультрацентрифуг, и минимально возможную инерционность измерений.

В итоге, по сравнению с прототипом предлагаемый масс-спектрометр с каскадом ультрацентрифуг в его системе ввода исходной анализируемой пробы, обеспечивает чувствительность анализа, на порядки (I0³ 10⁶ и более) превосходящую чувствительность прототипа.

На фиг. 4 представлен масс-спектрометр, режим работы которого соответствует анализу легких микропримесей. Перевод работы этого масс-спектрометра в режим анализа тяжелых микропримесей осуществляется переводом каждой из ультрацентрифуг каскада в режим работы по схеме фиг. 2, это достигается соответствующим переключением ее каналов согласно представленному на фиг. 3.

Принципиальные ограничения возможностей предлагаемого масс-спектрометра наступают, когда концентрация интересующей микропримеси в потоке δQ фракции, обогащенной этой микропримесью, тем не менее недостаточна для создания в камере 4 парциального давления молекул этой микропримеси, детектируемого масс-анализатором / (фиг. 1, 2, 4). В этом случае целесообразно подавать поток δQ обогащенной фракции с выхода 26 натекателя 24 непосредственно в область ионизации 32 источника ионов 1 (фиг. 4), создав в последнем стандартным способом дифференциальную откачку области ионизации. Это позволяет на порядок и более повысить парциальное давление молекул интересующей микропримеси в зоне ионизации источника ионов и в указанное число раз повысить чувствительность анализа.

Формула изобретения

1. Масс-спектрометр для анализа микроконцентраций примесей в газах и парах, содержащий установленный в вакуумной камере масс-анализатор, например, квадрупольный, включающий источник ионов, анализатор, разделяющий ионы по отношению их массы к заряду, и приемник ионов, а также систему электронного питания масс-анализатора и регистрации получаемых масс-спектров и систему непрерывного ввода исходной анализируемой пробы в вакуумную камеру, включающую устройство обогащения исходной пробы газа или пара исследуемыми микропримесями, отличающийся тем, что устройство обогащения исходной пробы выполнено в виде газовой противоточной ультрацентрифуги, внутри ротора которой в области, прилегающей к первому из двух его торцев, расположены выходное отверстие канала ввода анализируемой пробы и входное отверстие канала сброса фракции, обедненной исследуемыми микропримесями, в области, прилегающей к второму торцу ротора, противолежащему первому торцу, расположены входное и выходное отверстия канала отбора фракции, обогащенной исследуемыми микропримесями, данный канал отбора выполнен в виде петли, а его участок, расположенный вне ультрацентрифуги, снабжен натекателем, вход которого соединен с этим каналом, выход-с вакуумной камерой, и проводимость которого по меньшей мере на порядок ниже проводимости канала отбора.

2. Масс-спектрометр по п.1, содержащий установленный в вакуумной камере масс-анализатор, например, квадрупольный, включающий источник ионов, анализатор, разделяющий ионы по отношению их массы к заряду, приемник ионов, а также систему электронного питания масс-анализатора и регистрации получаемых масс-спектров и систему непрерывного ввода исходной анализируемой пробы в вакуумную камеру, включающую устройство обогащения исходной пробы газа или пара исследуемыми микропримесями, отличающийся тем, что устройство обогащения исходной пробы выполнено в виде последовательного каскада газовых противоточных ультрацентрифуг, в первой из которых внутри ее ротора в области, прилегающей к первому его торцу, расположены выходное отверстие канала ввода анализируемой пробы и входное отверстие канала сброса фракции, обедненной исследуемыми микропримесями, при этом ультрацентрифуги соединены каналами отбора фракции, обогащенной исследуемыми микропримесями, выполненными, кроме последней ультрацентрифуги, в виде петли с разрывом на ее внешней части, образующим два участка, расположенные так, что входное отверстие первого участка и выходное отверстие второго участка расположены внутри ротора соответствующей ультрацентрифуги в области, прилегающей к второму его торцу, выходное отверстие первого участка и входное отверстие второго участка расположены внутри ротора каждой последующей ультрацентрифуги в области, прилегающей к первому торцу ее ротора, причем разность проводимостей первого и второго участков каждого из этих каналов по меньшей мере на два порядка ниже проводимости самого канала, причем канал отбора обогащенной исследуемыми микропримесями фракций последней ультрацентрифуги выполнен в виде петли, а его участок, расположенный вне ультрацентрифуги, снабжен натекателем, вход которого соединен с этим каналом, выход с вакуумной камерой, и проводимость которого по меньшей мере на два порядка ниже проводимости канала отбора последней ультрацентрифуги.

3. Масс-анализатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что выход натекателя канала отбора соединен непосредственно с областью ионизации источника ионов масс-анализатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4