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: vk.com

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