Способ детектирования атомов водорода и его изотопов — SU 488603 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских о еотубяик(22) Заявлено 22.05.74 (21) 2029455/26-25с присоединением заявки51) М. Кл. 01 Й 59/ Государстоенный номнтет Совета Мнннстрао СССР но делам нзобретеннй и открытой, М, А. Бонч-Бруев адский электротехнический и 4) СЙОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ АТОМИ ЕГО ИЗОТОПОВ О Изобретенимии, газов относитс анализу соб дете изотопов фоне мол физическойдерной физике.,кор способа деи его изотоктирования атомов на существенно екул водорода (или5 газов путем выдесмеси с помощью олупроницаемую Известен сп одорода и его ревосходящем го изотопов) ения атомов и ропускания ихгазовой квоэь и ов Причинои малой скорости регистрации атомов в известном способе является ма,лая вероятность десорбции,атомов по достижении ими выходной границы перегород,ки. В результате атомы газа в перегородке многократно отражаются от ее границы и соответственно многократно проходят тол. щу перегородки в противоположных направлениях, прежде чем десорбируются и могут быть зарегистрированы. Малая вероятность(43) Опубликовано 25.10 (45) Дата опубликовани металлическую перегородку (например, палладиевую), Проходяший сквозь перегородку1поток атомов повышает за перегородкойкак общее давление газа, так и парциальное давление водорода (или его изотопов)и соответственно может быть обнаруженпо изменению этого давления,Однако малая скорость детектированияограничивает применение этого способа областью медленных процессов. В особенности это относится к детектированию малыхколичеств атомов водорода (или его изото- .пов), когда скорость детектирования ока-зывается недостаточной даке в случае самых тонких перегородок при самой высокойих температуре,26 11 ель изобретения - увелии повышение чувствительностектирования атомов водородапов. Достигается это путем введения в материал перегородки атомов не подлежашегорегистрации изотопа водорода, Например,если регистрации подлежат атомы Д и Т,то в перегородке растворяют Н, Затем заперегородкой измеряют парциальное давление молекул, состоящих из разных изотопВ данном примере регистрируют изменениепарциального давления ДН и ТН, а не Ди Т , как в известном способе.десорбции атомов из перегородки является,в частности, следствием того, что атомымогут десорбироваться только объединяясьв молекулы, но для этого они должнывстретиться друг с другом на границе перегородки. Вероятность такой встречи мала,если мала концентрация атомов водорода(или его изотопов), растворенных в перегородке, поэтому скорость детектированиятем ниже, чем меньшее количество атомовмы детектируем,В нашу задачу входит детектированиеатомов Д, Количество атомов Д, растворенных в перегородке, будет находитьсяв соответствии с их количеством в газовой фазе и будет недостаточным для обеспечения быстрой десорбции Д , Введемтеперь в перегородку каким-либо способом атомы Н в количествах, сушественнопревышающих количество в ней атомов Д.Теперь атом Д, достигая границы, будетиметь высокую вероятность встретить таматом Н и десорбироваться в виде ДН.Таким образом, вероятность десорбпиибудет увеличена и соответственно времяпребывания атомов Д в перегородке снижено. На выходе перегородки теперь нужно регистрировать увеличение парциального давления ДН (например, методамимасс-анализа). При таком способе кромеувеличения скорости детектирования увеличивается и чувствительность. Действительно, если мы за перегородкой регистрируем Д , то мы фиксируем одну частицу на два атома Д; если же мы регистри-;руем ДН, то мы регистрируем одну частицу на каждый атом Д и таким образомвыигрываем вдвое.На чертеже приведена высоковакуумная установка для осуществления способа.В объеме 1 высоковакуумной установкив результате каких-то процессов изменяетса парциальное давление атомарногодейтерия в газовой смеси в диапазоне-11 -1010 -10 тор, причем давление молекулярного дейтерия в объеме 1 многовьпле,чем атомарного, например 10 5 тор.Требуется регистрировать изменения пар 44.,. циального давления атомарного дейтериа,Иэ за большого фона молекулярйого дейтерия прямые и, масспектрометрическиеметоды здесь неприменимы и поэтомуцелесообразно воспользоваться выделени.ем атомарного водорода из газовой смеси с помощью его пропускания через металлическую, например, палладиевую, перегородку в объем 2, в котором иэме 1 Опение парциального давления данного газа в результате его поступлении сквозььперегородку 3 измеряется датчиком 4 пар)циальных давлений, например, омегатроном РМОС. Предлагается для ускоре 15 ния детектирования в измерительныйобъем 2, имеющий постоянную откачку,непрерывно подается водород, в результате чего в нем устанавливается стационарное давление Н (например, 10, тор).20 Для того, чтобы водород более интенсивно растворялся в перегородке в объеме 2имеется тело накала 5, на котором Ндиссоциирует на атомы, В результате парциальное давление атомов Н в объеме 2становится много, выше, чем атомов Д вобъеме 1. Соответственно и в перегородкеатомов Н становится много больше, чем Д.Это приводит, как было сказано, к болеебыстрой десорбции атомов Д в объеме 2,причем теперь они уже десорбируются нев виде Д, а в виде ДН и соответственнорегистрируются датчиком по массе 3, ане 4,35,Предмет изобретения Способ детектирования атомов водородаи его изотопов, например Д, путем их выделения из газовой смеси с помощью пропускания сквозь металлическую перегородку, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения скорости детектирования и повышения чувствительности, в указанной перегородке растворяют один иэ неподлежащих детектированию изотопов водорода, например Н, и измеряют проходящий сквозь перегородку поток молекул, Состоящих иэ атомов разных изотопов, например ДН.Я488603И отночнвСоставитель Е.Сидорков Редактор Е,Гончар Техред И.Карандашова КоРРектоР 3,Тарасова Заказ Яф Изд. М О Тираж 782 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская наб., 4Предприятие сПатент, Москва, Г.59, Бережковская наб., 24