einführung in die massenspektroskopie
Werbung
MONOGRAPHIEN DER EXPERIMENTELLEN UND THEORETISCHEN PHYSIK HERAUSGEGEBEN VON FRANZ X. EDER EINFÜHRUNG IN DIE MASSENSPEKTROSKOPIE f£R.RlECK 1956 VEB DEUTSCHER VERLAG DER WISSENSCHAFTEN BERLIN INHALTSVERZEICHNIS Vorwort zur deutschen Ausgabe Vorwort zur sowjetischen Ausgabe IX X Kapitel I : Einleitung § 1. Elemente und Isotope § 2. Radioaktive und nichtradioaktive Isotope 1 3 Kapitel II: Die Masse der Isotope und ihre Bestimmung § § § § § § § § § § 1 . Der Bau des Atomkerns 2 . Die Masse der Isotope 3 . Die Bindungsenergie der Atomkerne 4 . Die Systematik der Isotope §•. Die Masse als Stabilitätskriterium 6. Die Verfahren zu der Bestimmung von Isotopenmassen 7 . Über die Möglichkeiten der Berechnung der Isotopenmasse 8. Bestimmung der Isotopenmassen aus der Bilanz der Kernreaktionen.. 9. Die spektroskopischen Methoden der Massenbestimmung 10. Die Mikrowellenspektroskopie als Bestimmungsmethode für Atomkernmassen § 1 1 . Die Massenspektroskopie 6 6 8 11 13 14 16 15 20 25 27 Kapitel III: Ionenoptische Systeme für die Massenspektroskopie § § § § § § § § § § § § § § § § § 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Ionenoptische Analogien Die Bewegung der Ionen in elektrischen Längsfeldern , Die Bewegung der Ionen im elektrostatischen Querfeld Die Bewegung der Ionen im Radialfeld eines Zylinderkondensators.. Elektrostatische Linsen . . *. Die Hauptgleichung für elektrostatische Linsen . . . у Die einfache Lochblendenlinse Andere Typen elektrostatischer Linsen Allgemeine Bemerkungen über die Wirkung eines elektrostatischen Feldes auf ein Ionenbündel • 10. Die Bewegung der Ionen im homogenen magnetischen Längsfeld . . . 1 1 . Die Bewegung der Ionen im homogenen magnetischen Querfeld . . . . 12. Die fokussierendenEigenschaften eines homogenen Halbkreis-Magnetfeldes 13 .• Die Dispersion im Magnetfeld 14: Das inhomogene magnetische Querfeld 15. Kurze Magnetlinsen 16. Das homogene magnetische Sektorfeld 17. Ein neues Prinzip der lonenfokussierung m i t Hilfe eines magnetischen Sektorfeldes 29 30 32 36 38 39 41 44 45 47 49 50 51 54 54 55 65 VI Inhaltsverzeichnis § 18. Geometrische Konstruktion des Verlaufs der Ionenstrahlen in einem • Sektorfeld 69 § 19. Allgemeine Bemerkungen über die fokussierendenJEigenschaften eines Magnetfeldes 70 . | 20. Das elektrostatische Sektorfeld 71 § 2 1 . Die gemeinsame Wirkung elektrischer u n d magnetischer Felder auf Ionenbündel 72 § 2 2 . Praktische Ausführungen ionenoptischer Systeme 73 Kapitel IV: Ionenquellen für die Massenspektroskopie § § § § § § § § § § § § 1. Allgemeine Forderungen an Ionenquellen 2 . Die Möglichkeiten der Ionisation in Ionenquellen 3 . Die Kanalstrahl-Quelle 4 . Niedervolt-KapDlarbogen-Ionenquelle 5 . Hoehfrequenzfunken-Quellen 6. Quellen m i t Ionisation durch langsame Elektronen 7 . Die Konstruktion von Quellen für die Gasanalyse 8. Quellen zur Analyse von Dämpfen der zu untersuchenden E l e m e n t e . . 9 . Quellen m i t schwingendem Elektronenbündel 10. Quellen zur Analyse von Proben in fester Phase 1 1 . Ionenquellen für radioaktive Isotope 12; Geschwindigkeitsfilter für Ionen 76 77 78 79 81 82 93 96 101 103 107 110 Kapitel V: Die massenspektroskopischen Apparate § 1. Allgemeine Bemerkungen 112 I . STATISCHE SYSTEME § 2 . Die Typen der Fokussierung § 3 . Massenspektrographen und Massenspektrometer A. A n l a g e n o h n e 112 113 Fokussierung § 4 . Die Parabelmethode § 6. Ein Massenspektrograph mit Ionengeschwindigkeitsfilter B.Anlagen mit Geschwindigkeitsfokussierung § 6. Über die „Fokussierung nach der Geschwindigkeit" § 7. Der Astonsche Massenspektrograph C.Anlagen mit § § § § § 114 118 . 119 120 Richtungsfokussierung 8. Das Massenspektrometer nach Dempster '.. 9. Andere Halbkreis-Massenspektrometer 10. Ein Massenspektrometer m i t einem magnetischen Sektoranalysator 11. Ein Sektor-Massenspektrometer m i t der Fokussierung neuen Typs . . 12. Massenspektroskopische Einrichtungen mit magnetischen Linsen . . . m 123 126 128 132 134 Inhaltsverzeichnis VII D. A n l a g e n m i t D o p p e l f o k u s s i e r u n g § 13. Die Doppelfokussierung § 14. Ein Sektor-MasseUspektrometer mit Doppelfokussierung § 15. Einrichtungen mit zwei Sektorfeldern i § 16. Ein Massenspektrograph mit Doppelfokussierung § 17. Ein Massenspektrograph mit linearer Skala § 18. Ein Massenspektrograph mit quadratischer Skala § 19. Ein Massenspektrograph mit hohem Auflösungsvermögen § 20. Ein Sektor-Massenspektrometer mit Doppelfokussierung § 21. Ein Massenspektrometer vom troohoidalen Typ — das „Trochotron" 134 136 138 142 145 146 150 151 152 II. DYNAMISCHE SYSTEME § 22.- Das erste dynamische Massenspektrometer 156 § 23: Ein Impuls-Massenspektrometer mit einem elektrischen Feld 157 § 24. Ein Impuls-Massenspektrometer mit elektrischem und magnetischem Feld 159 § 25. Das Chronotron .161 § 26. Ein Radiofrequenz-Massenspektrometer 164 § 27. Die Anwendung von Beschleunigungsanlagen in der Massenspektroskopie 168 Kapitel VI: Die Methoden der Ionenregistrierung § § § § § § § § § § 1. Allgemeine Bemerkungen '. 2. Die photographische Methode 3. Die Methode der elektrischen Ladung 4. Elektrometerschaltungen zur Messung des Ionenstroms 5. Schaltung mit einer Elektrometerröhre 6. Eine Schaltung zur Messung des "Verhältnisses zweier Ionenströme .. 7 .Die Anwendung von Umformern zur Messung von Ionenströmen . . . . 8. Die Anwendung von Sekundärelektronen-Vervielfachern 9. Der Szintillations-Ionenzähler 10. Die radiometrische Methode der Registrierung von Ionen radioaktiver Isotope 4 -. 170 170 173 175 176 178 182 185 187 188 Kapitel VII: Elektronische Schaltungen in der Massenspektroskopie § § § § § 1. Allgemeine Bemerkungen 2. Eine Schaltung zur Erzeugung einer stabilen Beschleunigungsspannung 3. Eine Schaltung für eine Elektronenbündel- Quelle 4. Die Stabilisierung eines Magnetfeldes 5. Die Anwendung eines Hilfs-Massenspektrometers zur Stabilisierung der Arbeit der Hauptanlage § 6. Eine ionenoptische Methode zur Stabilisierung der Arbeit eines Massenspektrometers § 7. Die Anwendung von Selbstschreibern 189 190 193 194 196 197 199 » VIII Inhaltsverzeichnis Kapitel VIII: Die Methoden der massenspektroskopischen Analyse § § § § § § § 1. Zwei typische Aufgaben 2. Die Präzisions-Massenbestimmung , 3. Das Verfahren der linearen Einteilung der Massenskala 4. Das Verfahren des Vergleichs (Bracket-Methode) б. Das Verfahren der Massendubletts 6. Die Mängel der massenspektrographisehen Messungen 7. Die Präzisionsbestimmung von Isotopenmassen mit dem Massenspektrometer § 8. Die Bestimmung des relativen Isotopengehalts mit der Dichtemethode § 9. Die Bestimmung des relativen Isotopengehalts mit dem Massenspektrometer § 10. Die Zubereitung der Proben für die Analyse 202 202 203 204 205 208 210 211 213 217 Kapitel IX: Einige Anwendungen der Massenspektroskopie § § § § § § § § i 1. Allgemeine Bemerkungen 2. Die genaue Bestimmung des prozentualen Isotopenanteils 3 . Die Methode der stabilen Indikatoren 4; Einige geochemische Fragen 5. Die massenspektroskopischen Untersuchungen der radioaktiven Isotope 6. Die Isotopentrennung mit dem Massenspektrographen 7. Der massenspektroskopische Nachweis der Radioaktivität des Neutrons 8. Die Bestimmung der Molekulargewichtskomponenten von Gasgemischen mit dem Massenspektrometer Literatur 219 220 221 225 230 236 238 239 243 ANHANG I .255 Tabelle I. Die stabilen Isotope 257 Tabelle II. Massendubletts 270 ANHANG II 275 Sachregister 285 *
