Метастабильный атом - гелий
Cтраница 1
 |
Схема детектора с пространственным разделением возбуждения и ионизации. [1] |
Метастабильные атомы гелия могут переноситься газовым потоком через сетку из камеры возбуждения в камеру ионизации. Ионы, образующиеся в камере возбуждения, не переносятся через сетку, а собираются на катоде камеры возбуждения. В этом смысле в детекторе достигается отделение фонового тока от полезного сигнала. [2]
В гелии наблюдается ионизация метастабильными атомами гелия - эффект Пеннинга. Поэтому детектирование по сечениям ионизации в чистом виде может быть получено лишь в смеси гелия, например, с водородом. [3]
Детектирование водорода поэтому определяется только ионизацией метастабильными атомами гелия. [4]
Детектирование всех газов и паров практически осуществимо при использовании метастабильных атомов гелия для ионизации молекул анализируемого газа. [5]
Анализ процесса показал, что ионизация становится невозможной, когда сталкивающиеся метастабильные атомы гелия ориентированы в одном направлении. Воздействие света увеличивает долю столкновений атомов с одинаковой ориентацией, что уменьшает число актов ионизации и приводит к уменьшению концентрации свободных электронов в плазме, а следовательно, и к изменению ее электропроводности и интенсивнрсти свечения. [6]
 |
Зависимость фонового тока ( а и сигнала ( б детектора от напряжения между. [7] |
Анализируемый газ подают в камеру ионизации, где происходит ионизация его молекул метастабильными атомами гелия. Сигналом детектора является изменение тока камеры ионизации. [8]
При детектировании газов, сечения ионизации которых выше сечения ионизации гелия, отклик на малые концентрации анализируемого вещества также обусловлен ионизацией метастабильными атомами гелия. Это хорошо видно из кривой для азота. Измерения, проведенные для водорода, азота, кислорода и окиси углерода, показали, что эффект Пеннинга повышает чувствительность детектирования в сравнении с детектированием по сечениям ионизации на два порядка и более. Однако эффективность процессов образования метастабильных атомов р-излучением трития достаточно низка. Таким образом, увеличение чувствительности более чем на два порядка в результате эффекта Пеннинга полностью обусловлено высоким отношением констант скорости ki / kd или, другими словами, большим временем жизни метастабильных атомов в чистых газах. [9]
При детектировании газов, сечения ионизации которых выше сечения ионизации гелия, отклик на малые концентрации анализируемого вещества также обусловлен ионизацией метастабильными атомами гелия. Это хорошо видно из кривой для азота. Измерения, проведенные для водорода, азота, кислорода и окиси углерода, показали, что эффект Пеннинга повышает чувствительность детектирования в сравнении с детектированием по сечениям ионизации на два порядка и более. Однако эффективность процессов образования метастабильных атомов р-излучением трития достаточно низка. Таким образом, увеличение чувствительности более чем на два порядка в результате эффекта Пеннинга полностью обусловлено высоким отношением констант скорости kf / kd или, другими словами, большим временем жизни метастабильных атомов в чистых газах. [10]
Второй способ - атомы гелия возбуждаются так же, как и в аргоновом детекторе, при соударениях атомов гелия с медленными электронами, разгоняемыми электрическим полем камеры детектора, с той лишь разницей, что процессы возбуждения атомов гелия происходят в одной камере, а процессы ионизации молекул анализируемого газа - в другой, куда выносятся из камеры возбуждения метастабильные атомы гелия. В этом случае анализируемый газ не оказывает влияния на процессы возбуждения. [11]
 |
Принципиальная схема гелиевого детектора с раздельными камерами возбуждения и ионизации. [12] |
В другой конструкции гелиевого детектора реализуется принцип, по которому атомы гелия возбуждаются так же, как и в аргоновом детекторе, при соударениях атомов гелия с медленными электронами, разгоняемыми электрическим полем камеры детектора, с той лишь разницей, что процессы возбуждения атомов гелия происходят в одной камере, а процессы ионизации молекул анализируемого газа - в другой, в которую выносятся из камеры возбуждения метастабильные атомы гелия. [13]
Рекомендуется использовать газы-носители с небольшим размером молекул, такие, как Н2 или смесь гелия с 3 % метана. Метан необходим для разрядки метастабильных атомов гелия, иначе могут быть получены аномальные результаты. При использовании в качестве газов-носителей веществ с большими молекулярными массами чувствительность уменьшается. [14]
В работе [40] методом пересекающихся электронного пучка и пучка метастабильных атомов гелия ( / г2) измерено сечение возбуждения уровней 21S, 23P, 23S в области энергий 19 8 - 23 2 эв, а в работе [41 ] - возбуждение атомов ртути из метастабильного состояния. [15]
Страницы: 1 2