Как работает масс-спектрометр и циклотрон?

Масс-спектрометр — аналитический прибор, который используется для измерения массы и химического состава молекул. npf-progress.ru Он работает по принципу ионизации молекул и анализа их движения в электромагнитном поле. npf-progress.ru

Принцип работы масс-спектрометра основан на трёх основных этапах: npf-progress.ru

1. Ионизация. npf-progress.ru Молекулы исследуемого вещества превращаются в ионы (частицы с зарядом) при помощи различных методов, таких как электро- или химическая ионизация. npf-progress.ru
2. Анализ ионов. npf-progress.ru Ионизированные частицы подвергаются воздействию магнитного или электрического поля, что вызывает их разделение по массе. npf-progress.ru Лёгкие ионы отклоняются сильнее, чем тяжёлые. npf-progress.ru
3. Детекция. npf-progress.ru Ионы достигают детектора, который регистрирует их и определяет массу и количество каждой частицы. npf-progress.ru

Циклотрон — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы движутся в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты. wiki.tpu.ru ru.ruwiki.ru

Принцип работы циклотрона: {7-host}

1. Ионизация. {7-host} Исходные атомы помещаются в источник ионизации, где они теряют один или несколько электронов, превращаясь в положительно заряженные ионы. {7-host}
2. Введение в магнитное поле. {7-host} Ионы вводятся в магнитное поле циклотрона и начинают вращаться по спиральной траектории из-за магнитного поля. {7-host}
3. Ускорение. {7-host} Каждую полупериодическую секунду электроды, находящиеся между дюзами, меняют полярность, что создаёт электрическое поле, ускоряющее ионы при пересечении пространства между электродами. {7-host}
4. Увеличение энергии. {7-host} Спиральная траектория движения частиц позволяет им многократно увеличивать свою скорость и наносить всё большую кинетическую энергию, пока не достигнут необходимой энергии. {7-host}
5. Излучение частиц. {7-host} После достижения требуемой энергии, ионы могут быть направлены на мишень для проведения экспериментов, либо используются в медицинских целях, например, в радиотерапии. {7-host}