Масс-спектрометр

социальный Проект

Рефлектрон

Рефлектрон или масс-спектрометр  — это уникальное, разработанное в России, аналитическое устройство, которое используется для определения состава химических веществ. Оно было создано под руководством выдающегося советского физика Бориса Мамырина в 70-е годы XX века. 

Об изобретении ученого активно писали и в западной прессе, там устройство назвали «масс-рефлектроном Мамырина». Он позволяет определить массу и структуру молекул, измерить их относительные концентрации в веществе. Рефлектрон широко применяется в различных научных и промышленных областях, включая химию, физику, биологию, медицину и фармакологию.

Значение создания масс-спектрометра колоссально, сегодня подобные устройства производятся по всему земному шару. Советский изобретатель смог вписать свое имя в историю и прославить отечественную науку. За эту разработку Борис Мамырин был удостоен медали Американского масс-спектрометрического общества. Его научные работы входят в программу престижнейших технических университетов планеты.

Создание рефлектрона

Борис Мамырин
Борис Мамырин. Фото: журнал “История науки и техники”, №5 за 2012 год

Борис Александрович Мамырин (1919—2007) был выдающимся советским физиком, чьи достижения в науке получили признание и уважение со стороны мирового научного сообщества. Он является автором ряда фундаментальных открытий и внес огромный вклад в развитие физики.

В его лаборатории была разработана принципиально новая масс-спектрометрическая методика, которая позволила впервые в мире экспериментально доказать влияние электронных оболочек атомов на период полураспада ядер трития. Это открытие имело большое значение для понимания ядерных процессов и структуры атомов.Одним из наиболее значимых результатов прикладных исследований Мамырина и его сотрудников стал выпуск серии промышленных масс-спектрометров, которые не имели аналогов в мировом приборостроении.

Эти приборы нужны для того, чтобы определять массу и структуру молекул, измерять их концентрации в веществе. Они были широко использованы для непрерывного автоматического контроля процессов производства стали. Точность и надежность этих масс-спектрометров помогли значительно улучшить качество стали и повысить эффективность производства. Главным достижением Бориса Мамырина была разработка схемы безмагнитного время-пролетного масс-спектрометра, который стал известен во всем мире как «масс-рефлектрон Мамырина». Этот прибор имел революционное значение в области анализа и исследования состава и свойств вещества. Благодаря этой разработке, ученые смогли достичь высокой точности и разрешения в измерениях массы и заряда атомных и молекулярных частиц.

Схема масс-рефлектрона
Схема масс-рефлектрона. Фото: журнал “История науки и техники”, №5 за 2012 год

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
У Бориса Мамырина немало наград, среди них Орден Почета, Орден Трудового Красного знамени и Орден Отечественной войны.

Как работает масс-спектрометр

Масс-спектрометрия — это мощная аналитическая техника, которая позволяет определить изотопный или молекулярный состав вещества путем разделения ионизованных частиц по их массам. Он является основным инструментом в работе множества научных и промышленных областей, включая химию, биологию, фармацевтику, пищевую промышленность и другие.

Масс-спектрометр состоит из нескольких основных компонентов, включая устройство ввода проб, ионный источник, масс-анализатор, детектор ионов и устройство записи и обработки масс-спектров. Каждый компонент устройства выполняет свою функцию.

Масс-анализатор является главной деталью устройства, именно он отвечает за разделение ионов по их массам. Существует несколько типов масс-анализаторов, включая магнитные секторные, квадрупольные ионные ловушки, время-пролетные секторные и флай-тайм масс-анализаторы. Каждый из них имеет свои преимущества и ограничения, и выбор конкретного типа зависит от требуемой точности и разрешения.

Основная идея масс-спектрометрии заключается в разделении ионов в вакууме по их относительной массе. Ионный пучок, полученный от ионного источника, проходит через масс-анализатор, где ионы разделяются на основе их относительной массы и заряда. Разделенные ионы затем попадают на детектор, где происходит регистрация их интенсивности. Полученная информация представляется в виде масс-спектра, который показывает интенсивность ионов в зависимости от их массы.

Масс-спектрометр — это мощный инструмент для определения изотопного или молекулярного состава вещества. Он обладает высокой точностью и разрешением, что делает его незаменимым в научных и промышленных областях. Понимание основных элементов и принципов работы масс-спектрометра позволяет эффективно использовать эту технику в различных сферах, от научных исследований до контроля продукции.

Борис Мамырин
Борис Мамырин. Фото: wikipedia.org

Немаловажно и мировое значение создания этого устройства, ведь сегодня масс-рефлектроны производятся по всему свету. Борис Мамырин навсегда вписал свое имя в мировую историю и смог еще раз доказать величие отечественной научной мысли. Труды советского ученого изучаются в главнейших технических вузах мира.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Наиболее цитируемые научные работы Бориса Мамырина — «Модулирующие устройства установок для разделения изотопов урана высокочастотным методом» и «Исследования в области разделения ионов по времени пролёта».

Популярные вопросы

Вопрос: Зачем нужен детектор ионов в масс-рефлектроне Бориса Мамырина?

Ответ: Детектор ионов регистрирует проходящие через масс-анализатор ионы и преобразует их в электрические сигналы. Это может быть фотоприемник, фотопластина, катодно-лучевая трубка или другой детектор, способный обеспечить высокую эффективность и точность регистрации ионов.

Вопрос: Где применяется масс-спектрометр?

Ответ: Масс-спектрометр является основным инструментом для множества научных и промышленных областей, включая химию, биологию, фармацевтику, пищевую промышленность и других.