مصدر أيون أكسيد اليتريم المغطى بالإيريديوم الآلي للكشف عن تسرب الهيليوم

مقدمة مصدر الأيونات

مصدر الأيون هو "قلب" كاشف تسرب طيف الكتلة الهيليوم (أي مكون طيف الكتلة).وظيفته هي تحويل جزيئات غاز الهيليوم التي تدخل الأداة إلى أيونات يمكن اكتشافها وقياسهايتم تصنيعها عادةً من المعادن الخاصة المقاومة لدرجات الحرارة العالية مع خصائص انبعاث الإلكترونات الممتازة، وتتميز بتصميم مضغوط،مما يجعلها عنصر أساسي داخلي للصك.

وظيفة مصدر الأيونات

مصدر الأيون هو الخطوة الأولى والأكثر أهمية في تمكين وظيفة الكشف عن طيف الكتلة. دوره الأساسي هو "إنشاء" و "تشكيل" الأيونات ، مع العملية المحددة على النحو التالي:
انبعاثات الإلكترونات:
يتم تسخين الخيط كهربائياً إلى الشعلة (حوالي 2000 درجة مئوية) ، مما يسبب إطلاق الإلكترونات الحرارية.
تسريع الإلكترونات والحبس:
يتم تطبيق جهد التسارع (على سبيل المثال ، 100-200 فولت) بين غرفة التأين (الأنود) والخيط (الكاثود) ، مما يتسبب في تسريع الإلكترونات المنبعثة نحو غرفة التأين.
في نفس الوقت، مجال مغناطيسي ضعيف (يتولد بواسطة مغناطيس دائم) عمودي على مسار شعاع الإلكترون يجبر الإلكترونات على السفر في مسار دوامة،زيادة كبيرة في مسار رحلتهم وبالتالي احتمال تصادمهم مع جزيئات الغاز.
أيونية جزيئات الغاز:
عندما تصطدم الإلكترونات عالية الطاقة مع جزيئات الهيليوم (وغيرها) الغاز التي تدخل غرفة التأين، يتم نقل الطاقة إلى الجزيئات،مما يجعلها تفقد إلكترون وتشكل أيونات هليوم مشحونة إيجابياً.
يمكن تمثيل هذه العملية على النحو التالي: He + e− → He+ + 2e−
استخراج الأيونات والتركيز:
في الطرف الآخر من غرفة التأين ، يدفع الكهرباء الرافعة ذات الجهد السلبي العالي أيونات الهيليوم المشحونة إيجابياً خارج الغرفة.
بعد ذلك ، تستخدم مجموعة من أقطاب الكهرباء التركيزية (عدسات أينزل) حقول كهربائية دقيقة لتحويل الأيونات المنتشرة إلى شعاع أيون ضيق وتوجيهها نحو محلل الكتلة التالي.