Автоматический источник ионов оксида итрия с покрытием иридия для детектора утечки гелия

Введение в ионный источник

Ионный источник - это "сердце" детектора утечек гелия (т.е. компонент масс-спектрометра). Его функция заключается в преобразовании молекул газа гелия, поступающих в прибор, в ионы, которые могут быть обнаружены и измерены. Обычно он изготавливается из специальных металлов, устойчивых к высоким температурам и обладающих отличными свойствами эмиссии электронов, и имеет компактную конструкцию, что делает его внутренним основным компонентом прибора.

Функция ионного источника

Ионный источник - это первый и самый важный шаг в обеспечении функции обнаружения масс-спектрометра. Его основная роль - "создавать" и "формировать" ионы, при этом конкретный процесс выглядит следующим образом:
Эмиссия электронов:
Нить накала электрически нагревается до свечения (приблизительно 2000°C), в результате чего она испускает тепловые электроны.
Ускорение и удержание электронов:
Между ионизационной камерой (анодом) и нитью накала (катодом) прикладывается ускоряющее напряжение (например, 100-200 В), в результате чего испускаемые электроны ускоряются по направлению к ионизационной камере.
Одновременно слабое магнитное поле (генерируемое постоянными магнитами), перпендикулярное траектории электронного пучка, заставляет электроны двигаться по спиральной траектории, значительно увеличивая их путь и, следовательно, вероятность столкновения с молекулами газа.
Ионизация молекул газа:
Когда высокоэнергетические электроны сталкиваются с молекулами гелия (и другими) газа, входящими в ионизационную камеру, энергия передается молекулам, заставляя их терять электрон и образовывать положительно заряженные ионы гелия.
Этот процесс можно представить как: He + e⁻ → He⁺ + 2e⁻
Извлечение и фокусировка ионов:
На противоположном конце ионизационной камеры электрод-отражатель с высоким отрицательным напряжением выталкивает положительно заряженные ионы гелия из камеры.
Впоследствии набор фокусирующих электродов (линзы Einzel) использует точные электрические поля для сведения рассеянных ионов в узкий ионный пучок и направления его к последующему масс-анализатору.