410 likes | 499 Views
מכשור אלקטרוני – פרק 7: מכשור מבוסס על הולכה בגז. נוספו שקפים חדשים בסוף, שקפים 31-41. בידוד. http://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wgeiger.html. צילינדר מתכתי. גז. תיל מתכתי. #. Description. Name. 1. Gas + h n Gas + + e -. Photo-Ionization. 2a. Gas + + V - Gas +**.
E N D
מכשור אלקטרוני– פרק 7:מכשור מבוסס על הולכה בגז נוספו שקפים חדשים בסוף, שקפים 31-41 מכשור 7 - הולכה בגזים
בידוד http://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wgeiger.html צילינדר מתכתי גז תיל מתכתי מכשור 7 - הולכה בגזים
# Description Name 1 Gas + hnGas+ + e- Photo-Ionization 2a Gas+ + V-Gas+** Acceleration 2b e- + V+e-** 3a Gas+** + Gas 2Gas+ +e- Amplification 3b e-** + Gas Gas+ + 2e- תרגיל: תהליכים בשפופרת גייגר מדוע אין Ballast? מכשור 7 - הולכה בגזים
ספקרו-מטר מסות מכלולים • מטרה • זיהוי איזוטופים של חומרים • הפרדה חומר לפי המסה של הפרודות • מכלול ב-FIB מכשור 7 - הולכה בגזים
7.1.1 מכלולים: תרשים זרימה 1 – תא דגימה כיוון התהליך או סדר בין המכלולים 2 – תא יינון 3 – תא קולימציה 7 - משאיבת וואקום 4 – תא מסנן מהירויות 5 – תא הפרדה 6 - תא הגלאי מכלולים בתוך המערכת ומחוצה לה 8 – אות הגלאי מכשור 7 - הולכה בגזים
תת מכלולים ועץ מוצר • תיקי ייצור • הערכת עלות • תכנון פיתוח ויצור • הערכת לוחות זמנים מכשור 7 - הולכה בגזים
ברז כניסה P ברז לתא היינון ברז פנימי 1 – תא דגימה 7.1.2 סדר הפעולות מיכל חיצוני עם דוגמה (או תנור) Vs תא פנימי Vi תא חיצוני לתא היינון עקרון הפעולה מכשור 7 - הולכה בגזים
PV n= RT V2 = Vi + Vs ni = Vi [C]i = V2 [C]2 = (Vi + Vs) [C]2 נפח אחרי פתיחת Vs Vs ni ns=[C]2xVs= Vi + Vs ni [C]2 = 25 Vi+ Vs =0.23 x 10-3 mole ns= 4.8x10-3 525 דוגמה: כמות החומרהמוכנס לתא הפנימי בתא החיצוני Vi = 500 ml P = 0.23 atm t = 20 0C T = t +273 = 293.15 0K ni = (0.23)(0.5)/(0.08205)(293.15) = 4.8 x 10-3 mole דוגמה Vi = 500 ml; Vs = 25 ml מכשור 7 - הולכה בגזים
תרגיל מס' 21 מכשור 7 - הולכה בגזים
לוח כניסה אנודה +V -V מתא הדגימה +V -V תא יינון עקרון הפעולה של תא היינון Ar e- Ar+ Ar e- Ar+ Ar Ar+ e- Ar+ Ar e- Ar+ יציאה לתא הקולימציה: קתודה מחוררת ספקטרומטר מסות פועל רק על יונים חיוביים מכשור 7 - הולכה בגזים
-V -V’ 3 – תא קולימציה לוחות קולימציה עקרון הפעולה של תא הקולימציה מכשור 7 - הולכה בגזים
Bv Magnet v - Ar+ E + לוחות הטעיה חשמליים 4 - תא מסנן מהירויות מכשור 7 - הולכה בגזים
Ar+ כוח מופעל על היון ע"י השדה החשמלי Fe = eE כוח מופעל על היון ע"י השדה המגנטי E Fm =evBv 7.1.5 תא מסנן מהירויות– עקרון הפעולה מכשור 7 - הולכה בגזים
7.1.5 תא מסנן מהירויות– עקרון הפעולה E מתקיים ב-vv ללא תלות במסה E vv = Bv Ar+ eE evi Bv לחלק מהיונים יש מהירות vv כך שמתקיים: eE = evv Bv לכל יתר היונים מתקיים אי-שוויון כוחות מכשור 7 - הולכה בגזים
Bs Bv Magnet s - Ar+ E + תא מסנן המהירויות 5 – תא הפרדה מכשור 7 - הולכה בגזים
RM Ar+ E vv M RM = en+Bs תא מסנן מהירויות 5 – תא הפרדה Bs שינויים ב-Bsמשנים את RM מכשור 7 - הולכה בגזים
2RM vv M RM = en+Bs 5 – תא הפרדה Ar+,O+,H+ ,N+ מכשור 7 - הולכה בגזים
כיול הספקטרומטר מסות מכשור 7 - הולכה בגזים
סרטצילום 6 - תא הגלאי מכשור 7 - הולכה בגזים
גלאי אלקטרוני גלאי אלקטרוני 6 - תא הגלאי שינוי בשדה המגנטי של תא המהירויות או תא הגלאי משנה את האיזוטופ הפוגע בחריץ של תא הגלאי מכשור 7 - הולכה בגזים
Ar+ A 6 - תא הגלאי יונים חיוביים הפוגעים בלוחית המוליכה, מורידים את הזרם . לוחית מוליכה מכשור 7 - הולכה בגזים
R)A+2([cm] A+2 R[cm] A.M.U יון 2.364 1 H+ 16 O+ OH+ מדידות לדוגמה מכשור 7 - הולכה בגזים
סוגי יונים חיוביים Fe+1 Fe+2 Fe+3 1 - מספר האלקטרונים הנעקרים 2 - מקור היון (יינון של ...) • אטום בודד H+ • מולקולה NH3+ • חלק ממולקולה שהתפרקה NH2+ 3 - איזוטופים מכשור 7 - הולכה בגזים
70Ge+ 72Ge+ 73Ge+ 74Ge+ 76Ge+ 70 72 73 74 76 25.12 איזוטופים Ge+?אין כזה, מדברים על כל הקבוצה של איזוטופים F.W. Seares, Aguilar, Spain,1961. p.232 http://genesismission.jpl.nasa.gov/science/mod3_SunlightSolarHeat/MassSpectrometry/MathMassSpec/index.html מכשור 7 - הולכה בגזים
מצע מל"מ Ion Beam שולחן XY מבנה 7.3 Mass-spectrometer ללא גלאי Focused Ion BeamFIB מטרה: יצירת אלומת יונים להשתלה ועיבוד שטח במל"מ מהירות vpxl ~ 106 pxl/s גודל פיקסל Apxl= l x l = 60x60 nm2 מכשור 7 - הולכה בגזים
איזוטופ נבחר 7.3 – ה-FIB חריץ מכשור 7 - הולכה בגזים
תהליכי FIB 1 -Surface Modification (ליטוש) He+ 20 – 100eV Ge+ 500 eV – 20KeV 2 – Etching (חריצת תעלות) H+50 – 500 eV 3 -Ion Implantation השתלת יונים 4 - חיתוךGe – Cutting מכשור 7 - הולכה בגזים
פעולות עם :FIBחריצה וחקירה http://www.fibics.com/FIBBasics.html מונע דחיה, הסטה סילוק חום גלאים מכשור 7 - הולכה בגזים
תכנון ביצוע עם FIB חיתוך לחקירה בעזרת SEM פעולות עם FIB מצולמות במיקרוסקופ אלקטרוני מכשור 7 - הולכה בגזים
קישור לברקים http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lightning/index.html Isotopes http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fe/isot.html http://www.sisweb.com/referenc/source/exactmaa.htm מכשור 7 - הולכה בגזים
Isotopes שמות של איזוטופים של מימן Hydrogen, H Deuterium, D Tritium, T www.astronomy.ohio-state.edu////atoms.html מכשור 7 - הולכה בגזים
איזוטופים של פחמן - ורדיואקטיביות http://images.encarta.msn.com/xrefmedia/aencmed/targets/illus/ilt/T050525A.gif Carbon-14 is produced by cosmic ray bombardment of nitrogen. It is radioactive with a half-life of 5,760 years מכשור 7 - הולכה בגזים
Listing of known isotopes http://en.wikipedia.org/wiki/Isotope מכשור 7 - הולכה בגזים
145Gd <1 day 146Gd 1–10 days 149Gd 10–100 days 153Gd 100d–10years 148Gd 10–10,000 years 150Gd 10k–103m years 152Gd >700m years 158Gd Stable זמן מחצית החיים Isotope Half Life 64Gd157.25(3) n/p > 1 http://en.wikipedia.org/wiki/Isotope מכשור 7 - הולכה בגזים
+ - פרודות (עיקריות) הנפלטות בהתפרקות רדיואקטיבית b חומר רדיואקטיבי g a מכשור 7 - הולכה בגזים
קרינה קוסמית שרשראות התפרקות גרעינית Pa, Protactinium תיארוך שרידים של גוף חיי Willard F. Libby The Nobel Prize in Chemistry 1960 מכשור 7 - הולכה בגזים
הפירוק הרדיואקטיבי הוא תהליך מסדר ראשון עבור האיזוטופ A= 3.8394 × 10-12 s-1 1 y = ? s t1/2 = 5730 y מכשור 7 - הולכה בגזים
נניח שלדוגמה של שריד של חומר חיי בעבר, עשויה כולה מפחם, יש מסה של 1g. מודדים את הפליטות b של הדוגמה ומוצאים שיש b/min 11.9 חשב את הזמן שעבר מאז שהגוף ממנו נמצא השריד חדל לחיות 1 - נמצא את dN/dt בשניות dN/dt = 11.9/60 = 0.1983 b/s 2 - נמצא את מספר הפרודות הפולטות dN/dt = AN (dN/dt)/A = Nt = 0.1983/(3.8394×10-12 s-1) Nt = 5.165x1010 מכשור 7 - הולכה בגזים
3 - נמצא כמה אטומי פחמן יש בגרם של דוגמה 4 - מתוכם, כמה היו, בזמן אפס, בתוך הדוגמה פחמן 14 N0 =14C= (0.5 x 1023)(1.3x10-12) = 0.65x1011 atoms 5 – נציב בנוסחה N0/Nt = 6.5x1010/5.165x1010 =1.26 t = [ln (1.26)]/A = 0.23/(3.8394×10-12) = 6.02 x 1010 s t = 191 y מכשור 7 - הולכה בגזים
מחזוריות בדרגות החימצון –הערכיות – של היסודות Mahan, College Chemistry, 1966f מכשור 7 - הולכה בגזים
איזוטופים של Br2 http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/Spectrpy/MassSpec/masspec1.htm 2 - מקור היון (יינון של ...) • אטום בודד H+ • מולקולה NH3+ • חלק ממולקולה שהתפרקה NH2+ שני איזוטופים של ה-Cl Tandem mass-spectroscopy בבתי חולים מכשור 7 - הולכה בגזים