[发明专利]一种无机质谱仪

说明书

本发明公开一种无机质谱仪，是一种基于多电荷态离子源的无机质谱仪器，具体结构包括：多电荷态离子源，前端分析系统、后端分系统和离子探测器。所述多电荷态离子源与前端分析系统相连接，所述前端分析系统与后端分析系统相连接，所述的后端分析系统与离子探测器相连接。该仪器具有排除分子本底和压低同量异位素本底能力，同时还有束流强、传输效率高等优点，从而显著地提高无机质谱仪测量的灵敏度和测量精度。

技术领域

本发明涉及质谱学仪器领域，特别是涉及一种无机质谱仪。

背景技术

现有的无机质谱仪，是由离子源系统、分析器系统(主要包括静电分析器、磁分析器、飞行时间分析器和四级杆分析器等)和离子检测器系统组成，详见图(1)。在无机质谱仪测量中因存在分子离子本底和同量异位素离子本底的干扰，而影响无机质谱仪测量灵敏度，其最低检测线能够达到10^-12g/g范围，达到痕量的分析范围。测量精度达到0.5％。

由于材料、核能、环境、地质、生物医学、考古、海洋等学科研究的深入发展，需要提高元素的测量灵敏度和测量精度，最低检测线从10^-12g/g降低到10^-13-10^-17g/g范围，即达到超痕量的范围。测量精度要求从0.5％提高到好于0.1％。目前无机质谱仪的测量灵敏度和精度还不能够满足测量的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种无机质谱仪，提高了无机质谱仪测量的灵敏度和精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无机质谱仪，所述无机质谱仪包括：

多电荷态离子源，用于产生3+或3+以上不同价电荷态的强流离子束流；所述强流离子束流包括：常量粒子束流、微量粒子束流、痕量粒子束流和超痕量粒子束流，所述超痕量粒子束流包括超痕量同位素和超痕量本底；

前端分析系统，与所述多电荷态离子源连接，用于筛选所述常量粒子束流、所述微量粒子束流和所述痕量粒子束流，并吸收、测量所述常量粒子束流、所述微量粒子束流和所述痕量粒子束流，输出所述超痕量粒子束流；

后端分析系统，与所述前端分析系统连接，用于排除所述超痕量粒子束流中的所述超痕量本底；

离子探测器，与所述后端分析系统连接，用于接收所述超痕量同位素，并对所述超痕量同位素进行测量。

可选的，所述多电荷态离子源为回旋共振型离子源，对于从H到Pu的所有元素、锕系元素和超锕系所有元素均能够产生3+或3+以上不同价电荷态的强流离子束流。

可选的，所述前端分析系统包括：

加速段，与所述多电荷态离子源连接，用于对所述强流离子束流进行加速；

前端分析器，分别与所述加速段和所述后端分析系统连接，用于使所述常量粒子束流、所述微量粒子束流和所述痕量粒子束流与所述超痕量粒子束流分离，并将所述超痕量粒子束流传输至所述后端分析系统；

离子接收器，设置于所述前端分析器的输出端，用于吸收并测量所述常量粒子束流、所述微量粒子束流和所述痕量粒子束流。

可选的，所述加速段为强流单级静电加速管，所述加速管的束流强度范围为0.1μA-5000μA，所述加速管的工作电压为10kV-400kV。

可选的，所述前端分析器为磁分析器、静电分析器、四级杆分析器或飞行时间分析器中的任一种或任意两种的组合。

可选的，所述离子接收器为一组法拉第杯。