ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионизационное детектирование из "Радиоионизационное детектирование в газовой хроматографии" Радиоионизационные методы детектирования представляют собой группу ионизационных методов, в которых в качестве внешнего ионизующего фактора используют излучение ионизирующего источника. Электрический ток при этом протекает только в присутствии такого источника, т. е. в режиме несамостоятельной проводимости. [c.25] В режиме тока насыщения рекомбинация полностью отсутствует. Поэтому значение тока определяется лишь скоростью образования зарядов Уг. [c.27] В режиме ионизационного усиления ионы (главным образом электроны) приобретают в электрическом поле столь большую энергию, что при соударениях с молекулами газа ионизуют их, увеличивая тем самым количество ионов, образующихся в единицу времени. Значение тока в этом режиме зависит от энергии ионов и времени их пребывания в камере, которое связано с подвижностью ионов. [c.27] Более детальный анализ работы ионизационной камеры базируется на системе общих уравнений, отражающих следующие закономерности. [c.27] Система уравнений (1.46) —(1.49) в совокупности с конкретными для каждого случая граничными условиями служит для описания установившегося тока в камере только с плоскопараллельными электродами и поэтому не является достаточно общей. Мы ограничимся этим случаем, исходя из следующих соображений. [c.28] Процесс детектирования, строго говоря, является динамическим. Однако время релаксации основных процессов, определяющих ток в газе, весьма мало по сравнению с временем десорбции (вымывания) полосы вещества из хроматографической колонки. Следовательно, процесс детектирования можно рассматривать как ква-зистационарный, т. е. считать, что в каждый момент времени параметры электрического тока соответствуют установившемуся режиму. [c.28] В современных детекторах достаточно широко используют как плоскопараллельные электроды, так и электроды цилиндрической и более сложной конфигураций. Однако в настоящее время нет достаточно полного решения системы уравнений даже для одномерной задачи. Поэтому к конфигурациям с неплоской симметрией мы будем обращаться, когда это возможно и целесообразно. Кроме того, возможность применения выводов, полученных из анализа простейшей задачи, в случае использования более сложных конфигураций электродов может быть проверена экспериментально. [c.28] При решении системы уравнений (1.46) — (1.49) с учетом диффузии ионов возникают большие затруднения, поэтому обычно принимают D+=D =0. Известные к настоящему времени частные решения системы, полученные различными авторами, приведены в монографиях Грановского [21, 22]. Рассмотрим те из решений, которые будут нам необходимы для анализа конкретных методов детектирования. [c.28] Из выражений (1.55) следует, что токи, а значит, и концентрации ионов разных знаков линейно возрастают в направлении движения каждого из них. При неодинаковых подвижностях положительных и отрицательных ионов промежуток между анодом и катодом в целом не электронейтрален, и существует лишь одно сечение, в котором концентрации ионов противоположных знаков совпадают. Таким образом, даже при равномерной ионизации образуются объемные заряды. [c.29] С увеличением напряжения протяженность биполярной области II уменьшается и при токе насыщения она превращается в плоскость. [c.30] Выше отмечалось, что многообразие радиоионизационных методов детектирования определяется большим числом элементарных процессов возникновения, движения и исчезновения ионов. В последующих главах основные из них будут рассмотрены более подробно. Здесь для систематизации обсуждаемых методов детектирования приведены лишь краткие определения этих элементарных процессов (подробнее см. работы [23—28]). [c.31] Процессы ионизации. Различают два типа ионизационных процессов при кинетических соударениях частиц — ионизация при неупругих соударениях первого рода и обусловленный внутренней энергией возбужденных атомов — ионизация при неупругих соударениях второго рода. Участвующие в соударениях второго рода возбужденные (как правило, метастабильные) атомы могут возникать при неупругих соударениях первого рода. [c.31] Процессы рекомбинации. В объеме камеры детектора могут протекать два типа рекомбинационных процессов электрон-ионная рекомбинация, если в рекомбинации участвует свободный электрон, и ион-ионная рекомбинация, когда участвующий в рекомбинации электрон ранее был связан молекулой или радикалом. [c.31] Процессы, влияющие на скорость движения зарядов. Скорость движения зарядов зависит от различного рода соударений — упругих и неупругих. Следует выделить две группы процессов соударения, изменяющие природу носителей заряда, например захват электронов, и соударения, влияющие на подвижность носителей зарядов без изменения их природы. [c.31] Во втором случае в основе методов лежат соударения, влияющие на подвижность носителей зарядов, либо изменяющие их природу. Очевидно, в режимах тока насыщения и ионизационного усиления детектирование осуществляют с помощью методов первой группы, в режиме тока проводимости — методов второй группы. [c.32] Приведенная систематизация охватывает методы, базирующиеся на закономерностях тока в бинарных газовых смесях. В настоящее время изучены методы, в основе которых лежит влияние третьего компонента на ток в бинарном газе-носителе. Здесь речь уже идет о закономерностях электрического тока в трехкомпонентных смесях. Добавление третьего компонента не приводит автоматически к созданию самостоятельного метода детектирования. Лишь в тех случаях, когда изменение природы или состава газа-носителя влияет на сущность определяющих детектирование отдельных процессов или их сочетаний, можно говорить о возникновении нового метода детектирования. [c.32] В табл. 1 приведена описанная выше систематизация. Она не претендует ни на строгость, ни на полноту. Мы сознательно ограничиваемся лишь теми методами, которые достаточно изучены и будут рассмотрены в последующих разделах. Однако такая систематизация позволяет представить многообразие методов радиоионизаци-онного детектирования, определить границы между ними и в какой-то степени подход при изучении данных методов. [c.32] Конструкции детекторов, применяемых при осуществлении радиоионизационных методов детектирования, достаточно разнообразны. Различаются они главным образом формой камеры и электродов детектора, формой радиоизотопного источника, его активностью и природой радиоактивного вещества. [c.34] Детектор, источник питания, устройство измерения тока или напряжения и устройство компенсации начального (фонового) тока детектора составляют систему детектирования. [c.37] В Процессе ионизационного детектирования необходимо измерять токи от значений, меньших 10 а, до значений, превышающих 10 а. Измерение малых токов обычно осуществляют с помощью электрометрических усилителей постоянного тока. Когда детектор работает при постоянном значении тока, напряжение измеряют с помощью высокоомного электрометрического вольтметра. [c.37] Вернуться к основной статье