Automatyczne źródło jonów tlenku jotu powlekanego irydem do wykrywacza wycieków helu

Wprowadzenie źródła jonowego

Źródło jonowe jest "sercem" detektora wycieków spektrometru masy helu (tj. składnikiem spektrometru masy).Jego funkcją jest przekształcanie cząsteczek gazu helu wchodzących do przyrządu w jony, które można wykryć i zmierzyćJest zazwyczaj wykonany ze specjalnych metali odpornych na wysokie temperatury o doskonałych właściwościach emisyjnych elektronów i charakteryzuje się kompaktową konstrukcją.co czyni go wewnętrznym podstawowym elementem instrumentu.

Funkcja źródła jonowego

Źródło jonowe jest pierwszym i najważniejszym krokiem w umożliwianiu wykrywania funkcji spektrometru masowego.
Emisja elektronów:
Włókno jest podgrzewane elektrycznie do temperatury żarówki (około 2000°C), powodując emitowanie elektronów termicznych.
Przyspieszenie i zamknięcie elektronów:
Napięcie przyspieszeniowe (np. 100-200 V) jest stosowane między komorą jonizacyjną (anodą) a włóknem (katodą), powodując przyspieszenie emitowanych elektronów w kierunku komory jonizacyjnej.
Jednocześnie słabe pole magnetyczne (generowane przez magnesy stałe) prostopadłe do drogi wiązki elektronów zmusza elektrony do poruszania się w trajektorii spiralnej,znacząco zwiększając trajektorię lotu, a tym samym prawdopodobieństwo kolizji z cząsteczkami gazu.
Jonizacja cząsteczek gazu:
Kiedy elektrony o wysokiej energii zderzają się z cząsteczkami helu (i innymi) gazu wchodzącymi do komory jonizacyjnej, energia jest przekazywana do cząsteczek,powodując ich utratę elektronu i tworząc pozytywnie naładowane jony helu.
Proces ten może być przedstawiony jako: He + e− → He+ + 2e−
Ekstrakcja i koncentracja jonów:
Na przeciwnym końcu komory jonizacyjnej elektroda odpychająca o wysokim napięciu ujemnym wypycha pozytywnie naładowane jony helu z komory.
Następnie zestaw elektrod ostrościowych (soczewki Einzela) wykorzystuje precyzyjne pola elektryczne do zbieżności rozproszonych jonów w wąską wiązkę jonów i skierowania jej w kierunku następnego analizatora masy.