Гелиевый масс-спектрометр работает используя комбинацию электромагнетизма и методов ионизации газа.
Он включает в себя следующие шаги:
Образец помещается в вакуумную камеру, и камера вакуумируется для создания среды низкого давления.
Газообразный гелий вводится в камеру, и любые существующие молекулы воздуха удаляются, поскольку гелий является основным газом, используемым в процессе.
Испускается электронный луч, который сталкивается с атомами гелия в камере и ионизирует их, удаляя электрон. Это создает поток положительных ионов гелия.
Ионы ускоряются электрическим полем, заставляя их двигаться к детектору.
Ионы проходят через магнитное поле, создаваемое электромагнитом. Магнитное поле заставляет ионы следовать по изогнутой траектории из-за силы Лоренца.
Кривизна траектории ионов определяется соотношением их массы к заряду. Более легкие ионы с более высоким отношением заряда к массе будут искривляться сильнее, тогда как более тяжелые ионы с более низким отношением заряда к массе будут искривляться меньше.
Детектор в конце пути ионов регистрирует ионы, измеряя время их прибытия и интенсивность.
Анализируя время прибытия и интенсивность ионов, можно определить массу и концентрацию гелия в образце.
Таким образом, гелиевый масс-спектрометр использует методы ионизации, ускорения, магнитного отклонения и обнаружения для измерения массы и концентрации гелия, что делает его полезным для различных приложений, таких как обнаружение утечек и анализ газа.