Омегатронный масс-спектрометр

Омегатрон — малогабарит­ный радиочастотный масс-спектрометр, принцип работы кото­рого подобен циклотрону. Его конструкция, первоначально раз­работанная Хипплом для измерения атомных масс, была затем модифицирована Альпертом и Бурицем для обеспечения возможности высокотемпературного прогрева при­бора. Они использовали этот вариант омегатрона для доказа­тельства того, что наблюдаемое увеличение давления в их от­паянной сверхвысоковакуумной системе вызвано диффузией гелия через стенки пирексовой вакуумной камеры. Принципиаль­ная схема омегатрона. Электронный луч, параллельный направлению магнитного поля, проходит через центральную часть «кубической» ячейки и ионизирует молекулы остаточных газов. К двум граням куба, параллельным направ­лению магнитного поля, прикладывается напряжение высокой частоты. Уравнение движения ионов совпадает с уравнением для случая циклоидального масс-спектрометра; различие со­стоит лишь в том, что теперь электрическое поле периодическое. Вначале ионы, обладающие только своими тепловыми энергия­ми, движутся по спиральным орбитам, очень тесно расположен­ным около направления электронного луча. Однако, если ча­стота высокочастотного поля равна ионной циклотронной ча­стоте, размеры орбит возрастают и ионы двигаются по раскручиваю­щимся спиралям.

Максимальное давление, при котором может работать оме­гатрон, определяется длиной пробега ионов. Обычно в качестве верхнего предела давления в литературе приводится величина 10~⁵ ммрт.ст. Если увеличивать разрешающую способность, уменьшая Е₀ до значений, меньших 1 в/см_у то длина пробега ионов возрастает и максимальное рабочее давление понижает­ся.