Каталог приборов

СТАТИЧЕСКИЙ МАГНИТНЫЙ МАСС-АНАЛИЗАТОР ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Аналитическая часть


Статический магнитный масс-анализатор выполнен в виде базовой стойки с электромагнитом, камерой масс-анализатора, вакуумными насосами, вакуумными и электрическими коммуникациями и силовыми блоками питания, а также с комплектом электронных блоков питания.

Масс-анализатор обладает высоким уровнем фокусировки по всем геометрическим параметрам пучка ионов и одновременно обеспечивает его 100% транспортировку через масс-анализатор .


Радиус центральной траектории ионов 250 мм , угол поворота ионного пучка 90°. Диапазон массовых чисел – 1–1000 а.е.м. при ускоряющем напряжении 8 кВ.

Блочно-модульное исполнение базового статического магнитного масс-анализатора позволяет разрабатывать на его основе широкий спектр статических масс-спектрометров различного назначения.

Анализатор уже с успехом использован при создании ряда специализированных масс-спектрометров серии МТИ-350, предназначенных для анализа изотопного состава урана и трансуранов в ядерно-топливном цикле:

•  МТИ-350Г для анализа гексафторида урана в газовой фазе;

•  МТИ-350Т для анализа солей и окислов урана и трансуранов;

•  МТИ-350ГП для анализа примесей в гексафториде урана;


МТИ-350Г. Общий вид


Краткое описание, используемый метод, функциональная схема

Высокий уровень ионно-оптических решений, использованных при разработке базового статического магнитного масс-анализатора, может быть продемонстрирован на примере работы масс-спектрометра МТИ-350Г.

При изотопном анализе гексафторида урана пары исследуемого образца поступают в виде молекулярного пучка из системы напуска в ионизационную камеру источника ионов, где ионизируются электронным ударом.


СХЕМА МАСС-АНАЛИЗАТОРА

Образовавшиеся ионы ускоряются и формируются в пучок, направляемый в магнитное поле масс-анализатора. Пучок разделяется по массам входящих ионов и далее регистрируется одновременно на нескольких коллекторах, расположенных в плоскости фокусировки. Может также проводится последовательная регистрация на одном коллекторе (или на вторичном электронном умножителе в процессе развертки при изменении величины магнитного поля).


Основные технические характеристики масс-спектрометров МТИ-350


Диапазон массовых чисел, а.е.м.

1–1000

Разрешающая способность на уровне 10% высоты пика:
рабочая
предельная

 

 

750
2000

Способ ввода пробы UF6

в виде молекулярного пучка

Порог чувствительности по урану (при анализе UF6), ppm

 

 

1.0

Изотопический порог чувствительности, не более

1·10–6

Фактор памяти (при анализе UF6), не более

1.003

Режим работы

непрерывный, круглосуточный

Прецизионное измерение изотопного состава урана полностью автоматизировано и выполняется в соответствии с требованиями отечественных и зарубежных стандартов



Области применения, примеры

Базовый статический магнитный масс-анализатор предназначен для прецизионного изотопного анализа проб, включая наноматериалы.

МАСС-СПЕКТР УРАНА

ИЗОТОПЫ УРАНА

Последовательная запись на одном коллекторе

Одновременная запись на раздельные коллекторы


Особенности, сравнение с аналогами

Реализован комплекс ионно-оптических и технических решений, обеспечивающих:

  • надежную устойчивую работу масс-спектрометра в круглосуточном режиме;
  • получение комплекса аналитических параметров, превышающих достигнутый к настоящему времени мировой уровень.

Таблица сравнения параметров МТИ-350Г с наиболее известными аналогами

Аналитическая характеристика,
показатель назначения

МИ-1201АГМ-01

Selmi , Украина

(из ТУ)

MAT -281

Finnigan MAT ,

Германия

МТИ-350Г

(результаты

испытаний)

Разрешающая способность, не менее

750

500

960

Дисперсия, мм

4.6

4.6

7.26

Нестабильность на склоне пика

5·10-5

2·10-5

0.65·10-5

Верхняя граница диапазона масс, а.е.м

350

350

600

Изотопическая чувствительность

≤1·10– 5

≤ 1·10-5

7.5·10-6

Неплоскостность вершины

2.0·10-4

2.0·10-4

1.85·10-4

Расход пробы при молекулярном напуске, мг/час

< 1

0.49

Коэффициент памяти

1.01

1.003

1.002

Время откачки до уровня 0.1%, с

< 20

< 30 (до 0.01%)

19

Порог чувствительности массовой доли урана

< 1·10-5

0.4·10-5

Относительное стандартное отклонение единичного измерения массовой доли урана, не более, %:

для 235 U в диапазоне 0.05–0.5%
для 235 U в диапазоне 0.5–1.0%
для 235 U в диапазоне 1.0–5.0%
для 234,236 U в диапазоне 0.005–0.05%
для 234, 236 U в диапазоне 0.001–0.005%
для 234, 236 U в диапазоне < 0.001%












0.020




0.055
0.028
0.013
0.24
2.8
9.1

СКО случайной составляющей погрешности при измерениях изотопных отношений 235/238 в природном уране, %


0.02


0.02


0.013

Приборы не имеют отечественных аналогов

 

Сертификация, правовая защита

Масс-спектрометр МТИ-350Г зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №23457-02. Сертификат RU. C.31.005.А №13014 и серийно выпускается заводом Уралприбор,
г. Новоуральск.
 

Изготовитель, срок поставки

•  Масс-спектрометры серии МТИ-350 — завод Уралприбор, г. Новоуральск.

•  Базовый статический магнитный масс-анализатор — ФГУП Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро РАН (ЭЗАН РАН).

•  По вопросам заказа статических масс-спектрометров на основе базовой модели статического магнитного масс-анализатора, просьба обращаться непосредственно в ИАП РАН.

ИАП РАН, Рижский пр., 26., Санкт-Петербург, 190103
тел.: (812) 3630719, факс: (812) 3630720, mail: iap@ianin.spb.su