質譜儀(yi) 又稱質譜計。分離和檢測不同同位素的儀(yi) 器。即根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理,按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀(yi) 器。
質譜儀(yi) 以離子源、質量分析器和離子檢測器為(wei) 核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離後的分子因接受了過多的能量會(hui) 進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子。它們(men) 在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器。質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子,按質荷比m/z大小分離的裝置。分離後的離子依次進入離子檢測器,采集放大離子信號,經計算機處理,繪製成質譜圖。離子源、質量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質譜儀(yi) 按應用範圍分為(wei) 同位素質譜儀(yi) 、無機質譜儀(yi) 和有機質譜儀(yi) ;按分辨本領分為(wei) 高分辨、中分辨和低分辨質譜儀(yi) ;按工作原理分為(wei) 靜態儀(yi) 器和動態儀(yi) 器。
用法
分離和檢測不同同位素的儀(yi) 器。儀(yi) 器的主要裝置放在真空中。將物質氣化、電離成離子束,經電壓加速和聚焦,然後通過磁場電場區,不同質量的離子受到磁場電場的偏轉不同,聚焦在不同的位置,從(cong) 而獲得不同同位素的質量譜。質譜方法最早於(yu) 1913年由J.J.湯姆孫確定,以後經 F.W.阿斯頓等人改進完善。現代質譜儀(yi) 經過不斷改進,仍然利用電磁學原理,使離子束按荷質比分離。質譜儀(yi) 的性能指標是它的分辨率,如果質譜儀(yi) 恰能分辨質量m和m+Δm,分辨率定義(yi) 為(wei) m/Δm。現代質譜儀(yi) 的分辨率達 105 ~106 量級,可測量原子質量精確到小數點後7位數字。
質譜儀(yi) 最重要的應用是分離同位素並測定它們(men) 的原子質量及相對豐(feng) 度。測定原子質量的精度超過化學測量方法,大約2/3以上的原子的精確質量是用質譜方法測定的。由於(yu) 質量和能量的當量關(guan) 係,由此可得到有關(guan) 核結構與(yu) 核結合能的知識。對於(yu) 可通過礦石中提取的放射性衰變產(chan) 物元素的分析測量,可確定礦石的地質年代。質譜方法還可用於(yu) 有機化學分析,特別是微量雜質分析,測量分子的分子量,為(wei) 確定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據。由於(yu) 化合物有著像指紋一樣的*質譜,質譜儀(yi) 在工業(ye) 生產(chan) 中也得到廣泛應用。
固體(ti) 火花源質譜:對高純材料進行雜質分析。可應用於(yu) 半導體(ti) 材料有色金屬、建材部門;氣體(ti) 同位素質譜:對穩定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定,可應用於(yu) 地質石油、醫學、環保、農(nong) 業(ye) 等部門。