Sakelar Otomatis Sumber Ion Oksida Yttrium Berlapis Iridium untuk Detektor Kebocoran Helium

Pengantar Sumber Ion

Sumber ion adalah "jantung" dari detektor kebocoran spektrometer massa helium (yaitu, komponen spektrometer massa). Fungsinya adalah untuk mengubah molekul gas helium yang masuk ke instrumen menjadi ion yang dapat dideteksi dan diukur. Biasanya dibuat dari logam khusus yang tahan terhadap suhu tinggi dengan sifat emisi elektron yang sangat baik, dan memiliki desain yang ringkas, menjadikannya komponen inti internal dari instrumen.

Fungsi Sumber Ion

Sumber ion adalah langkah pertama dan paling kritis dalam mengaktifkan fungsi deteksi spektrometer massa. Peran utamanya adalah untuk "membuat" dan "membentuk" ion, dengan proses spesifik sebagai berikut:
Emisi Elektron:
Filamen dipanaskan secara elektrik hingga pijar (sekitar 2000°C), menyebabkannya memancarkan elektron termal.
Percepatan dan Penahanan Elektron:
Sebuah tegangan percepatan (misalnya, 100-200V) diterapkan antara ruang ionisasi (anoda) dan filamen (katoda), menyebabkan elektron yang dipancarkan dipercepat menuju ruang ionisasi.
Secara bersamaan, medan magnet lemah (dihasilkan oleh magnet permanen) yang tegak lurus terhadap jalur berkas elektron memaksa elektron untuk bergerak dalam lintasan spiral, secara signifikan meningkatkan jalur terbangnya dan dengan demikian probabilitas tumbukan dengan molekul gas.
Ioniasi Molekul Gas:
Ketika elektron berenergi tinggi bertumbukan dengan molekul gas helium (dan lainnya) yang masuk ke ruang ionisasi, energi ditransfer ke molekul, menyebabkannya kehilangan elektron dan membentuk ion helium bermuatan positif.
Proses ini dapat direpresentasikan sebagai: He + e⁻ → He⁺ + 2e⁻
Ekstraksi dan Pemfokusan Ion:
Di ujung berlawanan dari ruang ionisasi, elektroda penolak dengan tegangan negatif tinggi mendorong ion helium bermuatan positif keluar dari ruang.
Selanjutnya, satu set elektroda fokus (lensa Einzel) menggunakan medan listrik yang tepat untuk menyatukan ion yang tersebar menjadi berkas ion yang sempit dan mengarahkannya ke penganalisis massa berikutnya.