Перевод азота образцов в аммонийную форму (часть 2)
Молекулы азота ионизируются в газовом источнике ионов под действием электронного удара. Образовавшиеся ионы получают ускорение и фокусируются в ионно-оптической системе масс-спектрометра в узкий ионный пучок. Проходя через камеру ионизатора, которая помещена в поперечное однородное магнитное поле секторного типа, создаваемого электромагнитом с полюсными наконечниками трапецеидальной формы, где ионный пучок разлагается на ионные лучи, отличающиеся друг от друга отношением массы ионов к их заряду. Одновременно ионные лучи фокусируются по направлениям.
Движение ионов в статическом поперечном магнитном поле определяют по уравнению
где v - скорость движения иона; m - масса иона; U - ускоряющее напряжение; Н - напряженность магнитного поля; R - радиус кривизны траектории движения иона в магнитном поле не - заряд иона.
В масс-спектрометре МИ-1305 радиус основной траектории ионов постоянен и равен 200 мм при угле отклонения 60°. Пройдя камеру анализатора, ионный луч через узкую щель в приемнике ионов попадает на коллектор, образуя электрический ток в его цепи.
В зависимости от величины напряженности магнитного поля (при неизменном ускоряющем напряжении) на коллектор приемника будут попадать ионы с большим или меньшим отношением массы к заряду. Меняя величину напряженности магнитного поля, из всего множества ионов можно выбрать ионы с необходимым отношением массы к заряду.
Мерой содержания данного изотопа в анализируемом веществе является сила тока в цепи коллектора (обычно порядка 10в-14- 10в-9 ампер). Измеряют малые токи в масс-спектрометре после предварительного их усиления усилителем постоянного тока с линейной характеристикой.
Во избежание значительного рассеивания ионов анализируемого вещества при столкновении с молекулами газа остаточное давление в камере, где проходит ионный пучок, не должно превышать 2•10в-7 мм рт. ст.
Прибор состоит из двух частей: аналитической (вакуумной) и измерительной. Аналитическая часть смонтирована в стальном каркасе. Внизу установлена плита, на которой крепятся: камера анализатора с источником, приемником ионов и электрометрическим каскадом, электромагнит с датчиком индикатора массовых чисел, высоковакуумные ловушки, вентилями ДУ-24 и диффузионными насосами, панель со штепсельными разъемами, клеммные колодки, кран системы водяного охлаждения. Снизу к плите крепятся форвакуумная ловушка, форвакуумный баллон и влагопоглотитель. В нижней части каркаса установлены форвакуумный насос, гидрореле, распределительный щиток. В верхней части каркаса находится блок измерения давления и вакуумметр ВТ-2А напускной системы.
