ATOMKI Közlemények 19. (1977)
1. szám - Tudományos közlemények - Bohátka S.: A kvadrupól tömegspektrométer
2. TÖRTÉNETE, RENDELTETÉSE Az elektrosztatikus kvadrupól terek tömegspektrométerként való hasznosítását történetileg megelőzték a mágneses kvadrupólokkal elért sikerek. Először a görög Christofilos fedezte fel az erős fokuszálás technikáját 1950-ben (1. a 61.old.-t az [1]-ben), de ötletére nem figyeltek fel. Tőle függetlenül Courant, Livingston és Snyder fedezte fel újra az elvet 1952-ben [2]. Ők a brookhaveni kozmotron gyorsítóban használták a változó gradiensű mágneses kvadrupól teret protonnyaláb fokuszálására. Az erős fokuszálás elvét először Paul és Steinwedel alkalmazta sikeresen elektrosztatikus terekre [3]. Paul és munkatársai készítették az első elektrosztatikus kvadrupól tömegspektrométereket és ők dolgozták ki működésének alapelveit is. A kvadrupól tömegspektrométer analizátora négy ideálisan derékszögű hiperbola keresztmetszetű - párhuzamos rúd, amelyek közül a szemköztiek azonos potenciálon vannak. A rúdpárokra egyenfeszültségre szuperponált nagyfrekvenciás feszültséget kapcsolnak. Az analizátorhoz ionforrás csatlakozik, amely a vizsgálandó anyag atomjait (molekuláit) ionizálja és az ionokat párhuzamos nyaláb formájában továbbítja a rúdrendszerbe, annak tengelye mentén (l.ábra). Leggyakrabban izzó katódos, elektronütközéses ionforrást használnak. Az ionok tömegszám (helyesebben fajlagos töltés (e/m)) szerinti analízise a kvadrupól potenciálterében történik. A rúdrendszeren átjutott (analizált) ionokat iondetektorral (Faraday-kalitka, elektronsokszorozó) fogják fel, amely elektronikus erősítő rendszerhez csatlakozik. A jel oszcilloszkópon, vagy regisztráló berendezésen figyelhető meg. A tömegspektrométer működéséhez vákuumra (‰10-1+torr) van szükség, ezért a mérőfejet mindig vákuumrendszerben helyezik el. l.ábra. A kvadrupól tömegspektrométer elvi felépítése. Fig.l. Schematic diagram of a quadrupole mass spectrometer. Рис.1. Принципиальная схема квадрупольного масс-спектрометра.