Данная работа посвящена разработке высоковакуумной части источника ионов для изотопного анализа лития методом ЭРИАД. В ходе работы нами были сформированы требования к ион-оптическим характеристикам источника ионов, а именно: угловой и энергетический разброс, а также эмиттанс выходящего ионного пучка. Произведено математическое моделирование транспортировки ионов в высоковакуумной части методом Монте-Карло и оптимизация под технические требования. Разработана, изготовлена и протестирована рабочая модель источника, включающая: вытягивающий электрод, иммерсионную линзу и ускоряющий электрод. Проведённое тестирование – показало высокую интенсивность получаемого сигнала, что свидетельствует о пригодности использования разработанной модели для изотопного анализа.

This work is devoted to the development of a high-vacuum part of an ion source for isotopic analysis of lithium by the ERIAD method. In the course of our work, we formulated requirements for the ion-optical characteristics of the ion source, namely, the angular and energy spread, as well as the emittance of the outgoing ion beam. Mathematical modeling of the transport of ions in the high-vacuum part by the Monte Carlo method and optimization for technical requirements has been carried out. A working model of the source has been developed, manufactured and tested, including: a pulling electrode, an immersion lens and an accelerating electrode. The conducted testing showed a high intensity of the received signal, which indicates the suitability of using the developed model for isotope analysis.

• 1. Введение
• 2. Литературный обзор
  • 2.1 Изотопный анализ в масс-спектрометрии
  • 2.2 Источники ионов
    • 2.2.1 Электроспрей с атомизацией в источнике (ЭРИАД)
    • 2.2.2 Источники ионов с электронной ионизацией и щелевой оптикой (типа Нира)
  • 2.3 Приборы, используемые для изотопного анализа
  • 2.4 Газодинамический интерфейс
  • 2.5 Краткие результаты и выводы к главе
• 3. Разработка высоковакуумной части источника ионов
  • 3.1 Спецификация начальных условий движения ионов в высоковакуумной части источника ионов
  • 3.3 Моделирование транспортировки ионов
  • 3.4 Краткие результаты и выводы к главе
• 4. Проектирование и тестирование источника ионов
  • 4.1. Изготовление источника ионов
  • 4.2. Тестирование ионно-оптической части источника ионов
• 5. Краткие результаты и выводы
• Список литературных источников
• 1. Л. Н. Галль, А. Г. Кузьмин, В. Н. Кудрявцев, А. А. Семенов, Н. Р. Галль. Современные подходы к разработке изотопных масс-спектрометров для анализа элементов лёгких масс (обзор), Научное приборостроение, 2009, том 19, № 4, с. 5-12.
• 2. Сайт института Аналитического приборостроения Российской академии наук: http://iairas.ru/history_of_eriad.php
• 3. Л. Н. Галль, А. С. Бердников, В.Д. Соченко, Ю.И. Хасин. Новый подход к расчёту ионно-оптической системы статических масс-спектрометров // Международная школа-семинар «Масс-спектрометрия в химической физике, биофизике и экологии», Звенигород, апрель...
• 4. Блашенков Н.М., Галль Н.Р. Использование «холодной» электронной ионизации для обнаружения паров ВВ в воздухе // IV Всероссийская конференция «Масс-спектрометрия и её прикладные проблемы», 12-17 октября 2015 года, Москва с.138.
• 5. В.И. Богушевич Магистерская диссертация «Изучение ионизации, атомизации и транспортировки ионов в источнике ЭРИАД при изотопном анализе лития», Санкт-Петербург, 2020.
• 6. Сайт «Термо Фишер Сайентифик»: https://www.thermofisher.com/
• 7. Физические основы масс-спектрометрии и ее применение в аналитике и биофизике. Учебное пособие. Л.Н.Галль. –СПб: Изд-во Политехнического университета, 2008. –С. 50
• 8. Савельев И.В. Курс общей физики, Том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. Москва, 1970 г. С 375.
• 9. S. Banerjee, S. Mazumdar. Electrospray Ionization Mass Spectrometry: A Technique to Access the Information beyond the Molecular Weight of the Analyte // International Journal of Analytical Chemistry, 2012