Вышедшие номера
Динамика ионов в атмосферном источнике с фотоионизацией излучением лазерной плазмы
Аблизен Р.С.1, Монастырский М.А.2, Скоблин М.Г.2, Пенто А.В.1, Бухарина А.Б.1, Никифоров С.М.1, Макаров А.А.3
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Thermo Fisher Scientific (Москва), Москва, Россия
3Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany
Email: rombo5958@gmail.com
Поступила в редакцию: 24 декабря 2019 г.
В окончательной редакции: 27 мая 2020 г.
Принята к печати: 19 июня 2020 г.
Выставление онлайн: 10 августа 2020 г.

Представлены результаты математического моделирования импульсного источника ионов при атмосферном давлении с ионизацией анализируемого вещества УФ излучением лазерной плазмы. Расчеты проводились на основе разработанной авторами математической модели, описывающей эволюцию ансамбля ионов под действием скрещенных газодинамических и электрических полей с учетом эффектов кулоновского взаимодействия. Модель включает в себя систему уравнений Навье-Стокса для описания формирования газодинамических течений в исследуемом объеме, уравнение Пуассона для определения результирующего распределения электрического поля в этом объеме и уравнение Лоренца для построения ионных траекторий ионов от места их рождения до собирающей диафрагмы. Показана сходимость метода релаксации при численном решении основных уравнений модели. Исследована зависимость ионного тока от приложенного напряжения и показано, что учет конечности времени жизни ионов за счет эффекта рекомбинации позволяет получить хорошее согласие между расчетными и экспериментальными данными. Ключевые слова: лазерная плазма, математическое моделирование, ионный источник, газодинамические и электростатические поля, масс-спектрометрия.
  1. C.M. Whitehouse, R.N. Dreyer, M. Yamashita, J.B. Fenn. Anal. Chem., 57 (3), 675 (1985)
  2. R. Javanshad, A. Venter. Anal. Methods, 9 (34), 4896 (2017)
  3. R.B. Cody, J.A. Laramee, H.D. Durst. Anal. Chem., 77 (8), 2297 (2005)
  4. M. Smoluch, P. Mielczarek, J. Silberring. Mass Spectrom. Rev., 35 (1), 22 (2016)
  5. D.B. Robb, T.R. Covey, A.P. Bruins. Anal. Chem., 72 (15), 3653 (2000)
  6. А.В. Пенто, С.М. Никифоров, Я.О. Симановский, А.А. Гречников, С.С. Алимпиев. Квант. электрон., 43 (1), 55 (2013). [A.V. Pento, S.M. Nikiforov, Y.O. Simanovsky, A.A. Grechnikov, S.S. Alimpiev. Quant. Electron., 43 (1), 55 (2013).]
  7. M. Constapel, M. Schellentrager, O. Schmitz, S. Gab, K. Brockmann, R. Giese, T. Benter. Rapid Commun. Mass Spectrom., 19 (3), 326 (2005)
  8. С.И. Анисимов, Б.С. Лукьянчук. УФН, 172 (2), 301 (2002). [S.I. Anisimov, B.S. Luk'yanchuk. Physics-Uspekhi, 45 (3), 293 (2002).]
  9. E.G. Gamaly, A.V. Rode, V.T. Tikhonchuk, B. Luther-Davies. Phys. Plasmas, 9 (3), 949 (2002)
  10. A.H. Lutey. J. Appl. Phys., 114, 083108 (2013)
  11. A.H. Hamad. High energy and short pulse lasers. 2016, Chapter 12. P. 305
  12. S.S. Harilal, B. O'Shay, M.S. Tillack, Y. Tao, R. Paguio, A. Nikroo, C.A. Back. J. Phys. D: Appl. Phys., 39 (3), 484 (2006)
  13. H.C. Liu, X.L. Mao, J.H. Yoo, R.E. Russo. Spectrochim. Acta Part B, 54, 1607 (1999)
  14. N. Farid, S.S. Harilal, H. Ding, A. Hassanien. J. Appl. Phys., 115, 0331071 (2014)
  15. Ansys CFX-Solver Theory Guide (Ansys, Inc, 2018, p. 21)
  16. Ansys CFX, Canonsburg, PA, USA, http://www.ansys.com
  17. M.G. Skoblin, A.V. Chudinov, I.V. Sulimenkov, V.S. Brusov, A.A. Makarov, E.R. Wouters, V.I. Kozlovskiy. Eur. J. Mass Spectrom., 23 (4), 187 (2017)
  18. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Физическая кинетика. (Физматлит, М., 2002)
  19. И.А. Буряков. ЖТФ, 74 (8), 15 (2004)
  20. А.Д. Андреева, А.А. Елистратов, Л.Н. Галль. Научное приборостроение, 16 (2), 73 (2006)
  21. О.М. Белоцерковский, Ю.М. Давыдов. Метод крупных частиц в газовой динамике. (Наука, М., 1982)
  22. J. Barnes, P. Hut. Nature, 324 (4), 446 (1986)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.