[发明专利]一种同时测量同位素丰度与杂质含量的质谱系统与方法

权利要求书

1.一种同时测量同位素丰度与杂质含量的质谱系统，其特征在于，其包括：

离子源系统，用于进样和引出多电荷态的离子束流，离子源系统包括进样器以及与所述进样器连接的多电荷态的电子回旋共振离子源；

加速度子系统，用于对多电荷态离子进行加速、同时将多电荷态离子在能量和动量进行聚焦和分析，所述加速度子系统与所述电子回旋共振离子源连接；以及

探测器子系统，用于检测同位素离子的束流、区分两种同量异位素以及区分两种具有相同质荷比的离子，探测器子系统包括与所述加速度子系统连接的一组多接收的法拉第杯、与所述多接收的法拉第杯连接的至少一路能量吸收薄膜以及与所述能量吸收薄膜数量相同且与对应的能量接收薄膜连接的探测器；

所述离子源系统还包括第一高压台架，所述第一高压台架包裹所述进样器和离子源；

所述加速度子系统包括与多电荷态的电子回旋共振离子源连接的预加速器、与所述预加速器连接的静电分析器、与静电分析器连接的磁分析器、连接在所述静电分析器和磁分析器之间的加速器、以及第二高压台架；所述第二高压台架包裹离子源子系统、预加速器和静电分析器；

所述探测器为单粒子能量探测器、半导体探测器、气体探测器或液体能量探测器。

2.根据权利要求1所述的质谱系统，其特征在于，所述法拉第杯的数量等于所要测量的同位素的数量和杂质种类的数量之和。

3.一种同时测量同位素丰度与杂质含量的质谱方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：进样器对同位素样品进行作用使得同位素样品转变成气态或雾态；

S2：多电荷态的电子回旋共振离子源使得变成气态或雾态的同位素样品产生多电荷态离子；

S3：预加速器对多电荷态离子进行加速；

S4：静电分析器对加速过的多电荷态离子进行能量聚焦；

S5：磁分析器对经过能量聚焦的多电荷态离子进行动量分析，并将不同质荷比的离子按照质荷比的大小区进行区分；

S6：多接收的法拉第杯测量离子的束流；

S7：能量吸收薄膜区分同量异位素离子；

S8：探测器记录每一种同位素、每一种元素、每一种同量异位素离子束流或单粒子计数率。

4.根据权利要求3所述的同时测量同位素丰度与杂质含量的质谱方法，其特征在于，针对步骤S7和S8，当具有相同能量、相同电荷态的两个同量异位素，穿过能量吸收薄膜后，损失在能量吸收薄膜里的能量也不同；穿过能量吸收薄膜后，自身所剩余能量也就不同，探测器测量它们能量的大小和计数的多少，识别两个同量异位素以及它们之间的比例。