Файл: Слободенюк, Г. И. Квадрупольные масс-спектрометры.pdf

Зная вероятности В; неупругих соударений I рода электронов с молекулами i-ro компонента анализируе­ мой смеси, сопровождающихся возбуждением молекул, можно определить число актов испускания квантов ра­ диации, полагая при этом, что каждая возбужденная молекула «спускает один квант:

Значение В,- зависит от длины волны излучаемого кван­ та энергии; энергии налетающего электрона Va и рода вещества и согласно [38] может быть аппроксимировано следующим выражением:

циалы возбуждения УВг и значения В{(А, V a m i ) и V a m i различных веществ определяют опытным путем. Так, на­ пример, в работах [38—40 и 42] представлены данные о

молекул происходит с равной вероятностью во все сто­ роны, можно найти ту часть общего числа излученных квантов (ДДА), которая попадает из а. о. и. в приемник

ГЧятппяА Г ;Х0ДИМ из выражения (6.20), L - длина анали­ затора, а 1К— суммарная длина пути кванта энергии от

ВХОда в анализатор и от выхода анализатора РИ ника ионовСпектральный состав и энергети-

ныхК°мо?ек!1Ее^ ЛеНИе П° спектРу излучения возбужден-

шествя и чн есЬ^ а сложны и определяются типом ве­ щества и энергией налетающего электрона На поиве

?41Н°весьмГинтРеИнМеРе ° аТ0Мами Рту™’ согласно работе L J, весьма интенсивные резонансные линии в спектре

ПО

ходам электронов с одного из промежуточных на первый энергетический уровень.

Из числа фотонов, попавших в приемник ионов, в явлении фотоэффекта смогут участвовать только те, ко­ торые обладают достаточно большой энергией и имеют длину волны, не превышающую некоторого критического значения Ло, обратно пропорционального работе выхода

где h — постоянная Планка; с — скорость света. Так, на­ пример, если первый динод ВЭУ сделан из меднобериллиевого сплава, у которого работа выхода равна при­ близительно ф = 4 эв, то Ло равно — 3125 А. Для коллек­ тора из молибдена ф= 4,15 эв и Ло= ЗОООА, а для железа Ф = 4,63 эв и Ло =2680 А. Суммируя лишь те кванты из­ лучения, длина волны которых меньше Ло, и полагая, что каждый квант с длиной волны Л < Л 0 выбивает один электрон, можно найти постоянный фоновый ток, обус­ ловленный фотоэффектом:

реальным параметрам квадрупольного масс-спектромет­

111

5фЭ=^фэIP в нашем примере равна 1,9- 10_п а/мм рт. ст. Из формулы (6.24) следует, что при наличии опти­ ческой связи между а. о. и. и приемником ионов благо­ даря возбуждению электронами части молекул и ионов в а. о. и. ионного источника возникает флуктуационный

масс. Первый механизм характерен для КМ и состоит в том, что вблизи оси анализатора КМ в принципе сущест­ вует область, напряженность ВЧ-электрического поля в который мала и недостаточна для того, чтобы задержать нестабильный ион в анализаторе.

Речь идет о влиянии на чувствительность КМ хвостов от соседних с анализируемой по массам компонентов. Воспользуемся результатами исследования хвостов пиков спектра масс, которое было проведено в гл. 2.

112

электрических магнитных полей и некоторых других факторов, и потому расчет ее крайне затруднителен. Полагая, однако, что утечка ионов из ионного источника и их распространение по вакуумному объему происходят через отверстие в экране ионного источника размером а' [см2] благодаря расширению ионного облака из-за взаимного расталкивания положительно заряженных ионов, а приток рассеянных ионов в приемник осуществ­ ляется через отверстие в экране с эффективном пло­ щадью о" [см2], удаленное от отверстия в экране ионного источника на расстояние, примерно равное длине анали­ затора L, можно предложить следующее прикидочное расчетное соотношение для определения рассеянного компонента:

/ Р.чг =* P S na ’o " l( o 0. M L * ) = PSp K; SP.K= S„a'<r"/(а0.и4 я /Д (6.29)

где P — давление в источнике; 5И— эффективность иони­ зации в ионном источнике (ее можно считать примерно на 2—3 порядка большей 5 г-; а0. и — эффективная поверх­ ность объема ионного источника, заполненного рассеян­

соответствует конструкциям современных датчиков КМ,

получим 5 Р. к= 10~2-10~3- 1(Н2/4я400 = 2 • 10-и а/мм рт. ст.

Сразу же оговоримся, что этот расчет не претендует на точность и дает лишь представление о порядках величин.

Пользуясь определением чувствительности, данным в гл. 4, и учитывая при ее расчете дополнительные источ­ ники шума, рассмотренные в данном параграфе, находим выражение для чувствительности в случае, когда прием­ ником ионов служит малошумящий ВЭУ, а шумами УПТ и собственным фоном ВЭУ можно пренебречь:

114