150061. lajstromszámú szabadalom • Kétszeresen szelektáló tömegspektrométer
Megjelent: 1963. július 15. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG •0"^ SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 150.061 SZÁM Nemzetközi osztály: G 01 j TA—626 ALAPSZÁM Magyar osztály: 42 h 17—22 SZOLGALATI TALáLMANY Kétszeresen szelektáló tömegspektrométer Távközlési Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: András Károly fizikus, budapesti, dr. Dallos András fizikus, budapesti, Erdélyi János kutatómérnök, dunakeszi és Tóth Sándor kutatómérnök, budapesti lakosok A bejelentés napja: 1961. április 7. Az Aston-féle tömegspektrométerben a pálya síkjára merőleges mágneses térben keringő ionok tömegüktől függően különböző sugarú körpályákon mozognak. A Busch-féle tömegmérési módszer csavarvonal alakú pályára tereli a mérendő ionokat és a csavarvonal menetemelkedéséből — mely a keringési idővel arányos — következtet a tömegre. A találmány olyan tömegspektroszkóp, mely a7 Aston- és Busch-féle elvet egyesíti és ezáltal a korábbi konstrukciókhoz viszonyítva kétszeresére növeli a felbontóképességet és kiküszöböli az ionforrás energiaszórása által okozott hibát. A találmánybeli tömegspektrométer működési elve a következő (l/a. és 1/b. ábra): A körhenger alakú cső alapkörének közelében excentrikusan elhelyezett —1— ionágyúból kilépő részecskéket a cső tengelyének irányában mutató mágneses tér a szaggatott vonallal jelzett körpályára kényszeríti. A —2— diafragma a nyalábot sugár szerint szelektálja és egyben kiszűri az ágyú irány- és energiaszórását. A fajlagos töltésben (a diafragma által meghatározott tűréssel) homogén ionnyaláb a —3— eltérítőlemezpár között halad át, ahol a csőtengely irányában ható erő következtében csavarvonal alakú pályára kerül. A csavarvonal alakú pályán elérkezik a —4— tárcsához és a gyorsító,, illetve eltérítőfeszültségek és a mágnesesindukció megfelelő viszonya esetén az —5— résen áthaladva felfut a —6— kollektorra. A polárszög szerinti szelektálás úgy is megoldható, hogy a —4— tárcsa és a —6— kollektor helyett egyetlen, —5— rés helyére ikerülő, kisméretű (pontszerű), excentrikusan elhelyezett —7— kollektor fogja fel a meghatározandó tömegű ionokat (2. ábra).. Minthogy a sugár szerinti előszelektálás kiszűri az ionágyú irány- és energiaszórását, a polárszög szerinti tömegmérésben ezek már nem okoznak hibát. A csavarvonal alakú pályán befutott teljes polárszög radiánban: L d í 2 it ] e == 2 it U 1 5 JBm (ahol e a töltés coulotnb-4ban, m a tömeg K-ban, B a mágneses indukció \veber/im2 4ben, L a cső hossza m-ben, d az eltérítő lemezpár távolsága m-beh, U az eltérőfeszültség voltban és § az eltérítő lemezpár látószöge a körpálya középpontjából, radiánban mérve). X. nevezőjében m első hatványon szerepel. Az Aston-féle elven működő tömegspektrométerek eltérítési formulájában m az 1/2-ik hatványon fordul elő. A felbontóképesség m hatványkitevőjével arányos. A konstrukció az említetteken kívül még egy előnyt biztosít: Ha a —4— tárcsát és a —6— kollektort párhuzamosan kapcsoljuk,
