Opgaver med udgangspunkt i |
Opgave 12: Massespektrometri Nedenstående er ikke så meget en opgave, som det er baggrundsstof om massespektrometri. Massespektrometri kan bl.a. anvendes til at separere isotoper af et grundstof og anvendes inden for iskerneforskningen til at bestemme mængden af 18O i forhold til 16O eller 2H (også kaldet D) i forhold til 1H. Metoden bygger på det fysiske forhold, at ladede partikler, der bevæger sig gennem et homogent (ensartet) magnetfelt afbøjes og bevæger sig i en cirkelbane. Fænomenet kendes fra, at protoner fra Solen, der indfanges i Jordens magnetfelt, bevæger sig i cirkler (eller snarere spiraler) omkring feltlinierne ned mod polerne og opbremses i atmosfæren, hvilket giver anledning til polarlys. Det kendes også fra et billedrørsfjernsyn, hvor elektroner afbøjes af et magnetfelt inde i billedrøret og kan styres hen over skærmen.
På figuren ses, hvordan partikler følger forskellige baner afhængig af deres masse. Magnetfeltet i det orange område har retning vinkelret på figurens plan. Baneradius er givet ved den viste formel, hvor B er feltstyrken, m er partiklens masse, E dens bevægelsesenergi og q dens ladning.
På denne figur er vist princippet i en massespektrograf. I ionkilden ioniseres gassen (O2 eller H2, dannet ud fra vand i iskernen) til positive ioner. Disse accelereres af en høj spænding og rammer ind i magnetfeltet. I magnetfeltet afbøjes partiklerne, hvis antal derefter registreres med detektoren. Detektorens position er fast, og ved at variere magnetfeltet bestemmes det, hvilke isotoper, der rammer ind i detektoren. Man kan også variere accelerationsspændingen i stedet for magnetfeltet.
|
