DE19938824C2

DE19938824C2 - Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Filterung mindestens einer Spezies aus einer Mehrzahl von Komponenten eines Plasmas

Info

Publication number: DE19938824C2
Application number: DE1999138824
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Finken; Taqtsuo Shoji; Guenter Mank
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: DE19938824A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Filterung mindestens einer Spezies aus einem Gemisch unterschiedlicher Ionenarten, bei dem

a) das Gemisch einem statischen oder quasistatischen Hauptmagnetfeld ausgesetzt wird,
b) gleichzeitig ein auf das Gemisch wirkendes elektromagnetisches Wechselfeld angelegt wird, wobei
- a) fit die Frequenz ω des elektromagnetischen Wechselfeldes ein Wert geringfügig unterhalb der Ionenzyklotron-Frequenz ω_cj der zu filternden Spezies, gleich ω_cj oder größer ω_cj bis maximal 2ω_cj eingestellt wird und
- b) die elektrischen Felder des elektromagnetischen Wechselfeldes eine Komponente senkrecht zum Hauptmagnetfeld aufweisen.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur selektiven Filterung mindestens einer Spezies aus einem Gemisch unterschiedlicher Ionenarten, umfassend

a) Mittel zur Erzeugung eines statischen oder quasistatischen Hauptmagnetfeldes,
b) Mittel zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes, dessen elektrische Felder eine Komponente senkrecht zum Hauptmagnetfeld aufweisen, und
c) Mittel zur Steuerung und/oder Regelung der Frequenz und/oder der Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes,

In Industrie und Labor ablaufende chemische Prozesse sind oftmals mit dem Problem verbunden, bestimmte Reaktionskomponenten wegen ihrer Schädlichkeit vor nachfolgenden Prozeßschritten zu entfernen oder nach Abschluß des Prozesses ihre Freisetzung in die Umwelt zu verhindern. Im Falle elektrisch geladener Teilchen ist es aus der Massenspektrometertechnik bekannt, zur Trennung unterschiedlicher Komponenten elektrische und/oder magnetische Felder einzusetzen. Dabei werden im allgemeinen die zunächst in ungeladener Form vorliegenden Atome oder Mo leküle z. B. durch Beschuß mit Elektronen ionisiert und anschließend einem magnetischen oder elektrischen Feld ausgesetzt. Im Falle des üblichen Massenspektrometers werden die Ionen in ein statisches Magnetfeld geleitet, in dem ihre weitere Bahn von ihrem Verhältnis von Masse zur Ladung bestimmt wird. Des weiteren sind Quadrupol-Massenspektrometer bekannt (Partialdruckmessung in der Vakuumtechnik; Prospekt der Firma Balzers; BG 800 169 PD (8711)), bei denen die Ionen durch ein hochfrequentes elektrisches Quadrupolfeld geführt werden, das im Idealfall mittels vier hyperbolischer Stabelektroden erzeugt wird. Auch hier findet eine Trennung nach dem Masse/Ladungs-Verhältnis der Ionen statt. Der beschriebene Stand der Technik, der im wesentlichen in der Analysetechnik sowie der Hochvakuumtechnik eingesetzt wird, weist jedoch den Nachteil auf, daß sehr geringe Drücke von maximal 10^-3 Pa benötigt werden, da an sonsten Stöße zwischen den Komponenten eine hinreichende Trennung erheblich behindern würden.

Aus der DE 31 24 465 C2 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zur Ionen-Zyklotron-Resonanz-Spektroskopie eine störende Ionenart aus einer unterschiedliche Ionenarten enthaltenden Probensubstanz selektiert wird. Hierfür wird das Gemisch der Ionenarten in einer Messzelle einem konstanten Magnetfeld und einem hierzu senkrechten magnetischen Hochfrequenz-Selektionsfeld ausgesetzt, das die Zyklotron-Resonanz-Frequenz der störenden Ionenart enthält. Durch das Selektionsfeld wird der Bahnenradius der störenden Ionenart vergrößert, bis die Ionen mit den Wänden der Messzelle in Kontakt kommen und dadurch eliminiert werden. Für dieses bekannte Verfahren sind Drücke deutlich unter 10^-3 Pa notwendig, da es nach dem bekannten Verfahren notwendig ist, die Ionendichte auf Werte zu beschränken, bei denen noch keine störenden Raumladungseffekte auftreten. Die Anzahl von Stößen zwischen den Teilchen muss gering gehalten werden, da das bekannte Verfahren nicht mehr angewendet werden kann, wenn die Stoßwahrscheinlichkeit während der Flugbahn der Teilchen wesentlich größer als Null wird. Typischerweise lässt sich die Teilchenbahn bei einem solchen Spektroskopieverfahren mit einer Ein-Teilchen-Näherung beschreiten. Aus der genannten Druckschrift ergibt sich auch eine Vorrichtung der vorgenannten Art zur Durchführung des vorgenannten Spektroskopieverfahrens.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, erstmals ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine effektive und kostengünstige Filte rung, auch bei Drücken über 10^-3 Pa erlauben.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

a) die Verfahrensschritte a) und b) auf ein Plasma mit einem 10^-3 Pa übersteigenden Druck angewendet werden, wobei
b) dem Plasma der Eintritt in mindestens einen einen Eingang und einen Ausgang aufweisenden Filterkanal ermöglicht wird, in dem die Feldstärkevektoren des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen vom Eingang zum Ausgang des Filterkanals weisen und der gleichzeitig von dem elektromagnetischen Wechselfeld durchsetzt wird.

Das elektromagnetische Wechselfeld, dessen Frequenz typischerweise 100 kHz bis 100 MHz beträgt, also im Bereich der Radiofrequenz liegt, wirkt in besonderer Weise auf die Spezies des Plasmas, dessen Ionenzyklotron-Frequenz genau oder annähernd getroffen ist. Die übrigen Komponenten des Plasmas werden von diesem elektromagnetischen Wechselfeld nicht in hier interessierender Weise beeinflußt und können weitgehend ungehindert durch den Filterkanal hindurchtreten. Der Einsatz eines quasistatischen Hauptmagnetfeldes bedeutet, daß sich das Hauptmagnetfeld durchaus langsam im Verhältnis zur Feldstärkeänderung im elektromagneti schen Wechselfeld ändern und dabei die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewünschte Wirkung erzielt werden kann. Bei einem Frequenzwert ω des elektromagnetischen Wechselfel des geringfügig unterhalb von ω_cj muß stets (ω_cj - ω)/ω_cj << 1 gelten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so ausgeführt werden, daß bei einer Frequenz des elek tromagnetischen Wechselfeldes gleich oder oberhalb der Ionenzyklotron-Frequenz der auf die zu filternde Spezies wirkende ponderomotorische Effekt ausgenutzt wird.

Der ponderomotorische Effekt (s. z. B. Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion; Volume 1: Plasma Physics, S. 305) ist ein Effekt zweiten Grades und bewirkt beim vorliegenden Verfahren für die Spezies, deren Ionenzyklotron-Frequenz geringfügig überschritten wird, eine Kraft entgegengesetzt zur Richtung des Hauptmagnetfeldes. Alle übrigen Komponenten des Plasmas erfahren diese Kraft nicht. Somit wird also die zu filternde Spezies durch die ponderomotorische Kraft am Durchtritt durch den Filterkanal gehindert, während die übrigen Komponenten passieren können.

Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt werden, daß

a) die Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes geringfügig unterhalb der Ionenzy klotron-Frequenz ist, wobei die Ausmaße des Filterkanals, die Stärke des Hauptmagnet feldes und die Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes derart gewählt werden, daß die durch das elektromagnetische Wechselfeld beschleunigten Teilchen der zu filternden Spezies im Filterkanal die Wände des Filterkanals erreichen und dort neutralisiert werden, und
b) die neutralisierten Teilchen abgepumpt werden.

Bei dieser Variante der Filterung wird der ponderomotorische Effekt nicht genutzt. Hier werden die Teilchen der zu filternden Spezies durch das elektromagnetische Wechselfeld derart be schleunigt und damit ihr Larmor-Radius vergrößert, daß sie schließlich auf eine den Filterkanal begrenzende Wand treffen und neutralisiert werden. Die neutralisierten Teilchen werden abge saugt, während die übrigen Komponenten um die Achse des Hauptmagnetfeldes gyrierend den Filterkanal durchfliegen können.

Beide vorgestellten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens haben den Vorteil, daß sie ohne weiteres auch bei Drücken bis zu einigen 100 Pa im Plasma wirksam sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, daß die Komponenten des Plasmas eine Nachionisierungsstufe durchlaufen, in der das Plasma vor dem Durchgang durch das elektromagnetische Wechselfeld mit Hilfe eines hochfrequenten elektromagnetischen Ioni sierungswechselfeldes nachionisiert wird. Hierdurch können neutrale Teilchen im Plasma ionisiert und damit die Effektivität der Filterung erhöht werden.

Die oben erwähnte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

a) ein für den Durchfluß des Gemischs dienender, einen Eingang und einen Ausgang aufweisender Filterkanal vorgesehen ist, wobei die Feldstärkevektoren des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen vom Eingang zum Ausgang des Filterkanals weisen, das elektromagnetische Wechselfeld gleichzeitig den Filterkanal durchsetzt und
b) die Komponenten der Vorrichtung für den Betrieb mit einem Plasma mit einem 10^-3 Pa übersteigenden Druck ausgelegt sind.

Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind durch die Unteransprüche 6 und 7 gegeben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Figuren be schrieben.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Filter zur Ausnutzung des ponderomotorischen Effektes mit einem Filterkanal, angeschlossen an einem Niedertemperatur-Plasmareaktor,

Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf des ponderomotorischen Potentials in Abhängig keit der Frequenz des eingestrahlten elektromagnetischen Feldes,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Filter ohne Ausnutzung der ponderomotorischen Kraft mit einem Filterkanal, angeschlossen an einen Niedertemperatur-Plasmareaktor,

Fig. 4 eine Vorrichtung gemäß der in Fig. 3, jedoch mit außerhalb des Filterkanals ange brachten Magneten,

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Filter zwischen zwei Niedertemperatur-Plasmareaktoren,

Fig. 6 eine Vorrichtung gemäß Fig. 3, zusätzlich mit einer Nachionisierungsstufe,

Fig. 7 ein erstes Beispiel für eine geeignete Form einer Radiofrequenzantenne,

Fig. 8 ein zweites Beispiel für die geeignete Form einer Radiofrequenzantenne und

Fig. 9 ein drittes Beispiel für die geeignete Form einer Radiofrequenzantenne.

In Fig. 1 ist schematisch ein Niedertemperatur-Plasmareaktor 1 dargestellt, der über einen Filter kanal 2 an einer Pumpe 3 angeschlossen ist. Im Plasmareaktor 1 wird mit hier nicht dargestellten Mitteln ein Plasma aus Reaktionskomponenten mit unterschiedlichen Massenzahlen aufrechter halten. Die ionisierten Reaktionskomponenten gelangen an den Eingang 35 des Filterkanals 2. Mit einem Radiofrequenzfilter (RF-Filter) 4 wird eine bestimmte Spezies der Reaktionskompo nenten daran gehindert, durch den Ausgang 36 des Filterkanals 2 in die Pumpe 3 zu gelangen. Das RF-Filter 4 weist Permanentmagnete 5 auf, die im Filterkanal 2 ein statisches, im wesentli chen parallel zur Längsachse des Filterkanals 2 ausgerichtetes und vom Eingang 35 zum Aus gang 36 des Filterkanals 2 weisendes Hauptmagnetfeld aufbauen. Aus dem Plasmareaktor 1 aus tretende Ionen mit einer Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Richtung des Hauptma gnetfeldes erfahren die Lorenzkraft und würden sich ohne weitere Maßnahmen unter Berück sichtigung eines Verlustes an kinetischer Energie auf sich verjüngenden Schraubenbahnen in Richtung auf den Ausgang 36 des Filterkanals 2 bewegen. Über die Radiofrequenzantenne 6, die über eine regelbare Anpaßschaltung 7 mit Hochfrequenzleistung versorgt wird, wird nun elek tromagnetische Strahlung in den Filterkanal 2 eingestrahlt, dessen elektrische Felder im wesent lichen senkrecht zum Hauptmagnetfeld ausgerichtet sind. Die Frequenz des eingestrahlten elek tromagnetischen Feldes richtet sich nach der Spezies der Reaktionskomponenten, deren Durch tritt durch den Filterkanal 2 verhindert werden soll. Die Frequenz der elektromagnetischen. Strahlung wird geringfügig oberhalb der Ionenzyklotron-Frequenz dieser Spezies gewählt. Im Zeitmittel erzeugt ein solches elektromagnetisches Feld zusammen mit dem Plasma, auf das es einwirkt, ein ponderomotorisches Potential. Dieses Potential bewirkt allein für die zu blockie rende Spezies eine Kraft entgegengesetzt zur Richtung des Hauptmagnetfeldes und verhindert somit deren Durchfluß. Ionen mit einem anderen Verhältnis von Ladung zu Masse können im Filterkanal 2 ungehindert passieren.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit dem Verlauf des ponderomotorischen Potentials Ψ und damit der Filterwirkung des eingesetzten RF-Filters 4 in Abhängigkeit von der gewählten Frequenz ω. Die Filterwirkung bleibt aufgrund der stets stattfindenden Stöße zwischen den Ionen endlich. Unter Vernachlässigung dieser Stöße würde das Potential Ψ umgekehrt proportional zu ω² - ω_cj ² sein, wobei ω_cj die Ionenzyklotron-Frequenz der auszufilternden Spezies der Reaktionskomponenten ist.

Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Niedertemperatur-Plasmareaktor 8, der über einen Filterkanal 9 an einer Pumpe 10 angeschlossen ist. Entsprechend zu Fig. 1 ist im Bereich des Filterkanals 9 ein RF-Filter 11 mit Permanentmagneten 12 und einer RF-Antenne 13 sowie eine Anpaßschaltung 14 vorgesehen. In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird das RF-Filter 11 allerdings mit einer Fre quenz geringfügig unterhalb der Ionenzyklotron-Frequenz der Spezies der Reaktionskomponen ten betrieben, deren Durchtritt durch den Filterkanal 9 verhindert werden soll. Die Stärke des Hauptmagnetfelds und die des elektrischen Wechselfeldes sowie der Querschnitt des Filterkanals 9 sind so gewählt, daß der Larmor-Radius der zu blockierenden Spezies größer als der Radius des Filterkanals 9 wird. Damit treffen die Ionen der zu blockierenden Spezies auf die Oberfläche der den Filterkanal 9 begrenzenden Wand und werden dort neutralisiert. Die neutralisierten Teilchen werden mit einer weiteren Pumpe 15 über den Absaugkanal 16 abgesaugt. Durch geeignete Wahl des Aufbaus können die Leitwerte der beiden konkurrierenden Pumpensysteme so ausgebildet werden, daß die Pumpe 15 nahezu allein die zu blockierende Spezies abpumpt und nur die übrigen Ionen von der Pumpe 10 erfaßt werden.

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung entsprechend zu Fig. 3. Als einziger Unterschied sind hier lediglich die Magnete 12 außerhalb des Filterkanals 9 angebracht.

Fig. 5 zeigt ein RF-Filter 11 gemäß dem in den Fig. 3 und 4, positioniert zwischen zwei Niedertemperatur-Plasmareaktoren 17 und 18. Der Reaktor 18 wird mit ionisierten Reakti onsprodukten aus dem Reaktor 17 versorgt, wobei eine Spezies der Reaktionsprodukte der Re aktionskammer 8 nicht erwünscht ist und auf die bereits oben in Fig. 3 dargestellte Weise her ausgefiltert wird. Die beiden Reaktoren 17 und 18 sind ihrerseits über Pumpkanäle 19 bzw. 20 an Pumpen 21 bzw. 22 angeschlossen.

Fig. 6 zeigt wiederum einen Niedertemperatur-Plasmareaktor 23, der über einen Filterkanal 24 an einer Pumpe 25 angeschlossen ist. Im Filterkanal 24 ist ein RF-Filter 11 entsprechend dem in Fig. 3, 4 oder 5 angeordnet. Zwischen Reaktor 23 und dem RF-Filter 11 ist eine Nachionisie rungsstufe 26 vorgesehen. Aus dem Reaktor 23 austretende, nichtionisierte Komponenten wer den in der Nachionisierungsstufe 26 mittels eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes nachionisiert. Dieses hochfrequente elektromagnetische Feld wird mittels einer Spule 27 erzeugt, dessen Windungen um den Filterkanal 24 herumgeführt sind und die an einer Anpaßschaltung 28 angeschlossen ist.

Fig. 7 zeigt eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Antennenanordnung. Platten 29 und 30 der Antenne sind parallel zueinander ausgerichtet. Der Filterkanal 31 verläuft mittig zwi schen den beiden Platten 29 und 30 hindurch. Hiermit ist gewährleistet, daß das elektrische Wechselfeld stets senkrecht zum Hauptmagnetfeld ausgerichtet ist, das parallel zur Achse des Filterkanals 31 verläuft. In einer anderen Antennenanordnung (Fig. 8) weist die Antenne 32 mehrere parallele Windungen auf. In der perspektivischen Darstellung der Fig. 8 ist die Antenne 32 so ausgerichtet, daß die Mittelachse der Windungen senkrecht zum Hauptmagnetfeld ist und die Längsachse des Filterkanals 31 schneidet. Auch hierdurch ist gewährleistet, daß das elektrische Wechselfeld der Antenne 32 senkrecht zum Hauptmagnetfeld ausgerichtet ist.

Schließlich ist in Fig. 9 eine weitere Antennenanordnung dargestellt. Zwischen der Anpaßschal tung 14 und einer Erdung 33 verläuft der Antennendraht 34 in einer Rechteckkurve am Filterka nal 31 vorbei.

Bezugszeichenliste

1

Niedertemperatur-Plasmareaktor

2

Filterkanal

3

Pumpe

4

RF-Filter

5

Permanentmagnet

6

RF-Antenne

7

Anpaßschaltung

8

Niedertemperatur-Plasmareaktor

9

Filterkanal

10

Pumpe

11

RF-Filter

12

Permanentmagnet

13

RF-Antenne

14

Anpaßschaltung

15

Pumpe

16

Absaugkanal

17

Niedertemperatur-Plasmareaktor

18

Niedertemperatur-Plasmareaktor

19

Pumpkanal

20

Pumpkanal

21

Pumpe

22

Pumpe

23

Niedertemperatur-Plasmareaktor

24

Filterkanal

25

Pumpe

26

Nachionisierungsstufe

27

Spule

28

Anpaßschaltung

29

Platte

30

Platte

31

Filterkanal

32

Antenne

33

Erdung

34

Antennendraht

35

Eingang

36

Ausgang

Claims

1. Verfahren zur selektiven Filterung mindestens einer Spezies aus einem Gemisch unterschiedlicher Ionenarten, bei dem

a) das Gemisch einem statischen oder quasistatischen Hauptmagnetfeld ausgesetzt wird,
b) gleichzeitig ein auf das Gemisch wirkendes elektromagnetisches Wechselfeld angelegt wird, wobei
- a) für die Frequenz ω des elektromagnetischen Wechselfeldes ein Wert geringfügig unterhalb der Ionenzyklotron-Frequenz ω_cj der zu filternden Spezies, gleich ω_cj oder größer ω_cj bis maximal 2ω_cj eingestellt wird und
- b) die elektrischen Felder des elektromagnetischen Wechselfeldes eine Komponente senkrecht zum Hauptmagnetfeld aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Verfahrensschritte a) und b) auf ein Plasma mit einem 10^-3 Pa übersteigenden Druck angewendet werden, wobei
b) dem Plasma der Eintritt in mindestens einen einen Eingang (35) und einen Ausgang (36) aufweisenden Filterkanal (2, 9, 24, 31) ermöglicht wird, in dem die Feldstärkevektoren des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen vom Eingang (35) zum Ausgang (36) des Filterkanals (2, 9, 24, 31) weisen und der gleichzeitig von dem elektromagnetischen Wechselfeld durchsetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes gleich oder oberhalb der Ionenzyklotron-Frequenz der auf die zu filternde Spezies wirkende ponderomotorische Effekt ausgenutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes geringfügig unterhalb der Ionenzy klotron-Frequenz ist, wobei die Ausmaße des Filterkanals (2, 9, 24, 31), die Stärke des Hauptmagnetfeldes und die Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes derart gewählt werden, daß die durch das elektromagnetische Wechselfeld beschleunigten Teil chen der zu filternden Spezies im Filterkanal (2, 9, 24, 31) die Wände des Filterkanals (2, 9, 24, 31) erreichen und dort neutralisiert werden, und
b) die neutralisierten Teilchen abgepumpt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Plasmas eine Nachionisierungsstufe (26) durchlaufen, in der das Plasma vor dem Durchgang durch das elektromagnetische Wechselfeld mit Hilfe eines hochfrequenten elektromagnetischen Ionisierungswechselfeldes nachionisiert wird.

5. Vorrichtung zur selektiven Filterung mindestens einer Spezies aus einem Gemisch unterschiedlicher Ionenarten, umfassend

a) Mittel (5, 12) zur Erzeugung eines statischen oder quasistatischen Hauptmagnetfeldes,
b) Mittel (6, 13) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes, dessen elektrische Felder eine Komponente senkrecht zum Hauptmagnetfeld aufweisen, und
c) Mittel (7, 14, 28) zur Steuerung und/oder Regelung der Frequenz und/oder der Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein für den Durchfluß des Gemischs dienender, einen Eingang (35) und einen Ausgang (36) aufweisender Filterkanal (2, 9, 24, 31) vorgesehen ist, wobei die Feldstärkevektoren des Hauptmagnetfeldes im wesentlichen vom Eingang (35) zum Ausgang (36) des Filterkanals (2, 9, 24, 31) weisen, das elektromagnetische Wechselfeld gleichzeitig den Filterkanal durchsetzt und
b) die Komponenten der Vorrichtung für den Betrieb mit einem Plasma mit einem 10^-3 Pa übersteigenden Druck ausgelegt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes geringfügig unterhalb der Ionenzy klotron-Frequenz der zu filternden Spezies ist,
b) die Ausmaße des Filterkanals (2, 9, 24, 31), die Stärke des Hauptmagnetfeldes und die Amplitude des elektromagnetischen Wechselfeldes derart sind, daß die durch das elek tromagnetische Wechselfeld beschleunigten Teilchen der zu filternden Spezies im Filter kanal (2, 9, 24, 31) dessen Wände erreichen und dort neutralisiert werden, und
c) eine Pumpe (15) zum Abpumpen der neutralisierten Teilchen vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachioni sierungsstufe (26) vorgesehen ist, in der das der Filterung auszusetzende Plasma nachio nisiert wird.