Details

Объект исследования – источник ионов изотопного масс-спектрометра, его ионно-оптическая система. Цель работы – исследование процессов, происходящих в источнике ионов не нировского типа, параметров, влияющих на фокусировку пучка, согласование эмиттанса пучка и аксептанса масс-анализатора, их корректировка для уменьшения потерь ионов, энергетического разброса, повышения коэффициента использования пробы точности изотопного анализа. Данная работа посвящена расчету источника ионов, применяющегося в изотопном масс-спектрометре. Использована прикладная программа SIMION 8.1. В результате проведения работы были получены оптимальные параметры для работы источника ионов с обеспечением фокусировки пучка, согласования эмиттанса пучка и аксептанса масс-анализатора, были построены модели в программе SIMION 8.1. Проведен поиск информации в глобальных компьютерных сетях об импортных изотопных масс спектрометрах, механизме электронной ионизации, изотопном распределении элементов в природе. Построены модели иммерсионной линзы, одиночной линзы для фокусировки пучка после прохождения частицами выходной щели источника ионов. Научная новизна – в исследовании источника ионов, не являющегося источником типа Нира, влиянии размеров электродов, щелей, процессов ионизации на эмиттанс пучка.

The object of the study is the ion source of an isotope mass spectrometer and its ion-optical system. The purpose of this work is to study the processes occurring in a non-Nier type ion source, the parameters affecting the beam focusing, the alignment of the beam emittance and the mass analyzer acceptance, and their adjustment to reduce ion losses, energy spread, and improve the sample utilization rate and isotopic analysis accuracy.  This work focuses on the calculation of the ion source used in an isotopic mass spectrometer. The SIMION 8.1 application program was used. As a result of the work, the optimal parameters for the operation of the ion source were obtained, ensuring the focusing of the beam, matching the emittance of the beam and the acceptance of the mass analyzer, and models were constructed in the SIMION 8.1 program. Information was searched in global computer networks about imported isotope mass spectrometers, the mechanism of electron ionization, and the isotopic distribution of elements in nature. Models of an immersion lens and a single lens for focusing the beam after the particles pass through the output slit of the ion source were constructed. The scientific novelty lies in the study of an ion source that is not a Nier-type source, and the effect of the size of the electrodes, slits, and ionization processes on the emittance of the beam.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1. Основные понятия
  • 1.2. Изотопная масс-спектрометрия
  • 1.3. Электронная ионизация
  • 1.4. Специфика источников ионов с электронной ионизацией для изотопной масс-спектрометрии легких элементов
  • 1.5. Масс-спектрометры для измерения изотопного состава легких элементов. Импортные приборы
  • Выводы по главе 1
• ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
• ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА
  • 2.1. Двумерные трассировочные расчеты источника ионов
  • 2.2 Моделирование области ионизации
  • 2.3. Учет роли магнитного поля
  • Выводы по главе 2.
• ГЛАВА 3. ТРАССИРОВОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ КАМЕРЫ ИОНИЗАЦИИ
  • 3.1. Расчеты со сплошным репеллером.
  • 3.2. Расчеты с цилиндрическим репеллером
  • 3.3 Расчеты камеры ионизации с суженной щелью вытягивания ионов
  • Выводы по главе 3
• ГЛАВА 4. ТРАССИРОВОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ В ИММЕРСИОННОЙ ЛИНЗОВОЙ СИСТЕМЕ
  • Выводы по главе 4
• ГЛАВА 5. ТРАССИРОВОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ В ОДИНОЧНОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЛИНЗЕ
  • Выводы по главе 5
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г
• ПРИЛОЖЕНИЕ Е