DE4002849A1 - Verfahren und massenspektrometer zur massenspektroskopischen bzw. massenspektrometrischen untersuchung von teilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur massenspektrosko­ pischen bzw. massenspektrometrischen Untersuchung von Teil­ chen, vorzugsweise von Isotopen oder Molekül-Ionen, bei welchem ein Teilchenstrahl entsprechend der unterschied­ lichen Teilchenmassen in einem Trennsystem aufgetrennt wird und die Teilchen in einer Machweiseinrichtung nachge­ wiesen werden und bei welchem zur Verminderung von Mach­ weisfehlern verursacht durch Teilchen, welche eine von der beim (momentanen) Teilchennachweis interessierenden Teil­ chenmasse abweichende Teilchenmasse, insbesondere benach­ barte Masse, besitzen (abundance sensitivity) eine Korrek­ tur stattfindet, indem Teilchen mit einer (kinetischen) Energie, die kleiner ist als die für die nachzuweisenden Teilchen mit korrekter Masse zu erwartende bzw. indem Teil­ chen mit einem Energieverlust eines vorbestimmten Wertes mittels eines Bremspotentials von der Machweiseinrichtung ferngehalten bzw. unterdrückt werden (Energieselektion).

Außerdem betrifft die Erfindung ein Massenspektrometer, vorzugsweise zur Durchführung des genannten Verfahrens.

Ein Massenspektrometer weist ein Trennsystem auf, durch welches ein Teilchenstrahl entsprechend der unterschied­ lichen Teilchenmassen aufgetrennt wird. Dabei wird der Teilchenstrahl üblicherweise in mehrere diskrete Teil­ strahlen aufgefächert. Bestandteil des Trennsystems ist üblicherweise ein Sektormagnet.

Mittels des Massenspektrometers kann die relative Massen­ verteilung von Teilchenmassen innerhalb des ursprünglichen Teilchenstrahls ermittelt werden, indem über einen gewis­ sen Zeitraum die Teilchen der Teilstrahlen gleichzeitig oder nacheinander nachgewiesen werden. Hierzu wird ein Nachweisorgan der Nachweiseinrichtung auf den zu registrie­ renden Teilstrahl eingestellt. Ein solches Machweisorgan kann beispielsweise einen Elektronenvervielfacher oder auch einen Faraday-Topf umfassen.

Der Nachweis der Teilchen der Teilstrahlen ergibt als Resultat ein Massenspektrum mit Massenspektrallinien. Die Möglichkeit, einzelne Spektrallinien bei der Auswertung voneinander zu unterscheiden bzw. zu trennen, hängt im wesentlichen vom Auflösungsvermögen des Massenspektro­ meters ab.

Machweisfehler, die sich entsprechend verfälschend im Massenspektrum niederschlagen, können unter anderem aus Streuvorgängen der Teilchen vor Eintritt in die Machweis­ einrichtung resultieren. Durch einen derartigen Streuvor­ gang kann ein Teilchen an einer Stelle in die Machweisein­ richtung eintreten, die nicht der Position des der Teil­ chenmasse des Teilchens entsprechenden Teilstrahls ent­ spricht. Dies bedeutet, daß das nachgewiesene Teilchen als Teilchen einer Masse angesehen wird, die es in Wirklich­ keit gar nicht aufweist. Dieser fehlerhafte Machweis führt somit zu einer Vergrößerung der Fläche einer Spektrallinie im Massenspektrum, welche dem tatsächlich nachgewiesenen Teilchen nicht entspricht. Insbesondere erhalten die Spek­ trallinien durch derartige fehlerhafte Mächweise in ihrem Fußbereich sogenannte "Schwänze". Die Spektrallinien werden also im Fußbereich verbreitert. Insbesondere in "Schwänzen" von starken Spektrallinien können schwächere, benachbarte Spektrallinien verschwinden und daher uner­ kannt bleiben.

Da bei Streuprozessen der Teilchen immer ein mehr oder weniger großer Energieverlust der Teilchen stattfindet, finden sich die obengenannten "Schwänze" im wesentlichen an der Miedermassenseite der Spektrallinien. Es können aber auch "Schwänze" an der Hochmassenseite der Spektral­ linien entstehen, wenn der Energieverlust der gestreuten Teilchen relativ klein ist.

Streuprozesse können beispielsweise an Restgasmolekülen oder auch an Oberflächen stattfinden. Dabei können die Streuprozesse an Oberflächen zu einem relativ großen Streu­ winkel bei relativ kleinem Energieverlust der Teilchen führen, also insbesondere zu den "Schwänzen" an der Hoch­ massenseite.

Bei einem Massenspektrometer bzw. bei einem massenspektro­ metrischen Verfahren ist es nach alledem wünschenswert, fehlerhafte Machweise von Teilchen zu vermindern und auf diese Weise die "Schwänze" bzw. Ausläufer der Spektral­ linien zu unterdrücken.

Da bei Streuprozessen die Teilchen mehr oder weniger Ener­ gie verlieren, ist es möglich, gestreute Teilchen wenig­ stens zum Teil durch einen Energiefilter auszusondern, also an einem Eintritt in der Machweiseinrichtung zu hin­ dern (Energieselektion). Dies kann mit Hilfe einer Brems­ elektrode vor der Machweiseinrichtung geschehen, mittels der ein Bremspotential aufgebaut wird, gegen das alle Teil­ chen anlaufen müssen, um in die Machweiseinrichtung zu ge­ langen. Dabei kann die Potentialbarriere des Bremspoten­ tials so eingestellt werden, daß nur ungestreute Teilchen diese Barriere überwinden können, während gestreute Teil­ chen, die nicht mehr genügend Energie besitzen, an der Potentialbarriere scheitern und nicht in die Machweisein­ richtung gelangen. Mittels dieser Verfahrensweise können zumindest die Ausläufer der Massenspektrallinien an der Niedermassenseite verkleinert werden.

Beispielsweise könnten alle nicht gestreuten Teilchen eine Energie von etwa 10 keV aufweisen. Dabei gibt es eine ge­ wisse Energieverteilung der Teilchen, die von den Anfangs­ bedingungen in der Teilchenquelle abhängt. Die Energiever­ teilungsbreite bzw. "Energieverschmierung" beträgt dabei im Verhältnis zur mittleren Energie der Teilchen beispiels­ weise 5×10^-5. Bei dem gewählten Beispiel liegen stoßbe­ dingte Energieverluste im allgemeinen über 2 eV, so daß ein Energiefilter eingesetzt werden kann, der einstellbar alle Teilchen mit einem Energieverlust zwischen 50 eV und 1 eV ausfiltert bzw. zurückhält. 1 eV steht im Verhältnis 1×10^-4 zur gewählten mittleren Energie von 10 keV, so daß ein Filter, der in dieser Größenordnung ausfiltert, zwar gestreute Teilchen relativ sicher zurückhält, aber noch nicht in den Bereich der Energieverteilungsbreite von 5×10^-5 reicht.

Durch Abbremsung der nachzuweisenden Teilchen kann zwar auf eine Verminderung der Miedermassen-Ausläufer der Spek­ trallinien verbessernd eingewirkt werden, nicht jedoch aber auf die hochmassenseitigen Ausläufer der Spektral­ linien. Gestreute Teilchen mit nur einem geringem Energie­ verlust gelangen durch das Filter hindurch.

Außerdem werden durch das Energiefilter sämtliche Teil­ chen, also auch die nicht gestreuten Teilchen, zumindest abgebremst, wodurch insgesamt die Massenspektrallinienform verschlechtert wird, da sich die Spektrallinie hierdurch verbreitert. Dies geht letztendlich zu Lasten des Auf­ lösungsvermögen des Massenspektrometers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Mach­ weiskorrektur bei einem gattungsgemäßen Verfahren im Hin­ blick auf die vorgenannten Probleme zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß (zu­ sätzlich) eine Korrektur durchgeführt wird, bei der die sich auf die Machweiseinrichtung zubewegenden Teilchen be­ wegungsrichtungsabhängig (einfallswinkelabhängig) selek­ tiert werden.

Diese ergänzende Korrektur bzw. diese Modifizierung der Gesamtkorrektur ermöglicht auch eine Verminderung der Aus­ läufer der Spektrallinie auf der Hochmassenseite. Mittels der Bewegungsrichtungsselektion können nämlich auch solche Teilchen ausgefiltert werden, die zwar gestreut worden sind, also ihre Bewegungsrichtung geändert haben, aber hierbei nur wenig Energie verloren haben.

Andererseits können die nicht gestreuten Teilchen, die ihre Bewegungsrichtung beibehalten haben, durch die Be­ wegungsrichtungsselektion günstig beeinflußt werden, so daß insbesondere die Auswirkungen des Bremspotentials in Richtung auf eine Teilchenstrahlverbreiterung und damit Spektrallinienverschlechterung mit Vorteil kompensiert werden können.

Vorzugsweise wird eine kombinierte Teilchenenergie- und -bewegungsrichtungs-Selektion in der Weise durchgeführt, daß Teilchen mit inkorrekter Energie defokussiert werden. Umgekehrt können hierdurch Teilchen mit der zu erwartenden korrekten Energie fokussiert werden. Gestreute Teilchen werden dadurch an der Machweiseinrichtung vorbeigelenkt, während der korrekte Teilstrahl fokussiert wird, um eine Strahlverbreiterung durch das Bremspotential zu verhindern bzw. rückgängig zu machen.

Ein erfindungsgemäßes Massenspektrometer zeichnet sich zur Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Korrektureinrichtung eine Teilchenoptik zur bewe­ gungsrichtungsabhängigen (einfallswinkelabhängigen) Selek­ tion der sich auf die Nachweiseinrichtung zubewegenden Teilchen umfaßt. Diese Teilchenoptik ist vorzugsweise mehr­ linsig ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel umfaßt die Teilchenoptik eine Quadrupollinse.

Insgesamt stellt somit die Korrektureinrichtung des erfin­ dungsgemäßen Massenspektrometers mit Vorteil ein teilchen­ optisch optimiertes System dar, das vorteilhafte ionenopti­ sche Eigenschaften mit einem Bremspotential kombiniert bzw. unter gleichzeitiger Ausbildung eines Bremspotentials erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens bzw. Ausbildungsformen des erfindungsge­ mäßen Massenspektrometers ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel einer Korrektureinrichtung eines Massenspektrometers, aus dem sich auch weitere erfinderi­ sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Korrek­ tureinrichtung für ein erfindungsgemäßes Massenspektro­ meter. Das Trennsystem des Massenspektrometers, welches der Korrektureinrichtung 10 vorgeordnet ist, ist nicht dar­ gestellt. Von dem Trennsystem kommend tritt der Teilchen­ strahl bzw. treten die Teilstrahlen (in der Darstellung der Zeichnung von links) durch einen horizontalen Ein­ trittsspalt 11 in die Korrektureinrichtung 10 ein. Der Ein­ trittsspalt 11 erstreckt sich in die Zeichnungsebene in der Teilchenstrahlebene.

In Teilchenstahlrichtung nachfolgend zum Eintrittsspalt ist eine erste Teilchenlinse bzw. eine Vorlinse 12 angeord­ net. Der Vorlinse 12 folgt eine Quadrupollinse 13 mit einem ersten Elektrodenpaar, gebildet aus einer oberen Elektrode 14 und einer unteren Elektrode 15, und mit einem zweiten Elektrodenpaar gebildet von einer rechten und einer linken Elektrode 16.

In Strahlrichtung schließt sich an die Quadrupollinse 13 eine Abschirmblende bzw. eine Abschirmlinse 17 an. Auf diese Abschirmlinse 17 folgt eine trichterförmige Linse 18. Diese trichterförmige Linse 18 verjüngt sich von einem relativ größeren Querschnitt konisch in Strahlrichtung auf einen relativ kleineren Querschnitt.

Der trichterförmigen Linse 18 folgt unmittelbar eine Brems­ linse 19. Diese Bremslinse 19 hat einen Durchtrittskanal 20, der sich teilcheneintrittsseitig in Strahlrichtung stufenweise in seinem Querschnitt verjüngt und teilchenaus­ trittsseitig konisch wieder auf einen größeren Querschnitt verbreitert.

Der Bremslinse 19 folgt eine Fokussierlinse 21. Dieser Fokussierlinse 21 ist ein Machweisorgan einer Machweisein­ richtung nachgeordnet. Im vorliegenden Fall eine Elektro­ nenvervielfacherröhre 22.

Das erfindungsgemäße Linsensystem der Korrektureinrichtung 10, bestehend aus der Vorlinse 12, der Quadrupollinse 13, der Abschirmlinse 17, der trichterförmigen Linse 18, der Bremslinse 19 und der Fokussierlinse 21, dient zur Ausbil­ dung eines Bremspotentials zur Abbremsung der einfallenden Teilchen, insbesondere zur Ausfilterung gestreuter Teil­ chen mit Energieverlusten, gleichzeitig dient sie aber auch als Teilchenoptik zur bewegungsrichtungsabhängigen bzw. winkelabhängigen Ausfilterung gestreuter Teilchen und zur Fokussierung des Teilchenstrahls ungestreuter Teil­ chen. Beide Funktionen werden durch die Gesamtkombination der Linsen in optimaler Weise erreicht. Dabei kann aller­ dings der Bremslinse 19 im wesentlichen die Bremsfunktion zugeschrieben werden und der Quadrupollinse 13 die Fokus­ sierfunktion bzw. Defokussierfunktion.

Die Linsen sind an Isolatoren 23 befestigt bzw. miteinan­ der verbunden. Die Linsen werden auf unterschiedliche elek­ trische Potentiale gelegt. Auch die elektrischen Poten­ tiale des ersten und des zweiten Elektrodenpaars der Quadrupollinse 13 können dabei unterschiedlich sein.

Beispielsweise kann zum Nachweis von Ionen, die mit einem Ionisierungspotential von 10 kV beschleunigt werden und eine Energie von 10 keV aufweisen, folgende Potentialkombi­ nationen gewählt werden:

Eintrittsspalt 11:|0 V
Vorlinse 12:	7816 V
erstes Elektrodenpaar 14, 15:	7936 V
zweites Elektrodenpaar 16:	7696 V
Abschirmlinse 17:	7816 V
trichterförmige Linse 18:	9894 V
Bremslinse 19:	9995 V
Fokussierlinse 21:	0 V

Die Energieverteilung der Ionen hängt von den Anfangsbedin­ gungen in der (nicht dargestellten) Ionen-Quelle ab. Wesentlich sind die beiden Faktoren: Potentialverteilung am Ionisierungsort und thermische Energie der Ionen. Diese Faktoren zusammengenommen ergeben eine Energieverteilungs­ breite bzw. Energieverschmierung von 5×10^-5 (Energie­ breite zu mittlerer Energie).

Die stoßbedingten Energieverluste der Teilchen sind im all­ gemeinen größer als 2 eV. Die Korrektureinrichtung 10 ist daher so eingestellt, daß alle Ionen mit einem Energie­ verlust zwischen 50 eV und 1 eV zurückgehalten werden, das heißt nicht in die Machweiseinrichtung 22 gelangen.

Dabei werden die gestreuten Teilchen nicht nur energetisch ausgefiltert, sondern die Ionen mit der richtigen Energie werden fokussiert, während die Ionen mit der falschen Ener­ gie defokussiert werden.

Die Teilchenoptik bzw. deren Elemente sind nicht unbedingt zur Teilchenstrahlachse axialsymmetrisch ausgebildet, auch wenn einzelne Begriffe, wie rohrförmig oder trichterför­ mig, darauf hinzuweisen scheinen. Vielmehr können die Ele­ mente der Teilchenoptik beispielsweise auch in der Strahl­ ebene quer zur Strahlrichtung mit größerer Erstreckung aus­ gebildet sein.

Bezugszeichenliste

10 Korrektureinrichtung
11 Eintrittsspalt
12 Vorlinse
13 Quadrupollinse
14 obere Elektrode
15 untere Elektrode
16 rechte und linke Elektrode
17 Abschirmlinse
18 trichterförmige Linse
19 Bremslinse
20 Durchtrittskanal
21 Fokussierlinse
22 Elektrodenvervielfacher
23 Isolatoren

Claims (21)

1. Verfahren zur massenspektroskopischen bzw. massen­ spektrometrischen Untersuchung von Teilchen, vorzugsweise von Isotopen oder Molekül-Ionen,
bei welchem ein Teilchenstrahl entsprechend der unter­ schiedlichen Teilchenmassen in einem Trennsystem aufge­ trennt wird und die Teilchen in in einer Machweiseinrich­ tung nachgewiesen werden und
bei welchem zur Verminderung von Machweisfehlern, verur­ sacht durch Teilchen, welche eine von der beim (momen­ tanen) Teilchennachweis interessierenden Teilchenmasse ab­ weichende Teilchenmasse, insbesondere benachbarte Masse be­ sitzen (abundance sensitivity) eine Korrektur stattfindet, indem Teilchen mit einer (kinetischen) Energie, die kleiner ist als die für die nachzuweisenden Teilchen mit korrekter Masse zu erwartende bzw. indem Teilchen mit einem Energieverlust eines vorbestimmten Wertes mittels eines Bremspotentials von der Machweiseinrichtung fernge­ halten bzw. unterdrückt werden (Energieselektion), da­ durch gekennzeichnet, daß (zusätz­ lich) eine Korrektur durchgeführt wird, indem die sich auf die Machweiseinrichtung zubewegenden Teilchen bewegungs­ richtungsabhängig (einfallswinkelabhängig) selektiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kombinierte Teilchenenergie- und -bewegungsrich­ tungs-Selektion durchgeführt wird, derart, daß Teilchen mit inkorrekter Energie defokussiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine kombinierte Teilchenenergie- und -be­ wegungsrichtungs-Selektion durchgeführt wird, derart, daß Teilchen mit der zu erwartenden korrekten Energie fokus­ siert werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsrichtungsabhängi­ ge Selektion im wesentlichen vor bzw. im Anfangsabschnitt der Energieselektion durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieselektion und die Bewegungsrichtungsselektion der Teilchen mittels elektri­ scher Felder, vorzugsweise mittels eines einzigen im Hin­ blick auf beide Selektionen gestalteten elektrischen Fel­ des, durchgeführt werden.

6. Massenspektrometer mit einem Trennsystem für eine ihrer Massen entsprechenden Auftrennung eines Teilchen­ strahls,
mit einer Machweiseinrichtung zum Machweis der nach Massen getrennten Teilchen und
mit einer der Machweiseinrichtung vorgeschalteten Korrek­ tureinrichtung zur Verminderung von Nachweisfehlern, die durch Teilchen verursacht werden, welche eine von der beim (momentanen) Teilchennachweis interessierenden Teilchen­ masse abweichende Teilchenmasse, insbesondere benachbarte Masse, besitzen (abundance sensivity),
wobei die Korrektureinrichtung wenigstens eine Bremselek­ trode aufweist, an der ein Bremspotential angelegt ist, das vorgesehen ist, Teilchen mit einer (kinetischen) Ener­ gie, die kleiner ist als die für die nachzuweisenden Teil­ chen mit korrekter Masse zu erwartende bzw. Teilchen mit einem Energieverlust eines vorbestimmten Wertes von der Machweiseinrichtung fernzuhalten bzw. zu unterdrücken (Energieselektion), dadurch gekennzeichnet, daß die Korrek­ tureinrichtung (10) eine Teilchenoptik (12..21) zur bewe­ gungsrichtungsabhängigen (einfallswinkelabhängigen) Selek­ tion der sich auf die Machweiseinrichtung (22) zubewegen­ den Teilchen umfaßt.

7. Massenspektrometer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilchenoptik mehrlinsig ausgebildet ist.

8. Massenspektrometer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenoptik eine Quadrupollinse (13) umfaßt.

9. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselektrode als Bremslinse (19) ausgebildet ist.

10. Massenspektrometer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Quadrupollinse (13) der Bremselektrode bzw. Bremslinse (19) in Teilchenstrahlrichtung vorgeordnet ist.

11. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselektrode (19) eine rohrförmige Linse, vorzugsweise eine Trichterlinse (18) (funnel lens) vorgeordnet ist.

12. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselektrode (19) eine Fokussierlinse (21) nachgeordnet ist.

13. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremselektrode (19) bzw. der rohrförmigen Linse (18) eine Abschirmblende (17) bzw. -linse vorgeordnet ist.

14. Massenspektrometer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Quadrupollinse (13) eine Vorlinse (12) vorgeordnet ist.

15. Massenspektrometer nach Anspruch 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (14..16) der Quadrupol­ linse (13), wenigstens zum Teil, auf unterschiedlichen Potentialen liegen.

16. Massenspektrometer nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei einander gegenüberliegend angeordnete Elektroden (14, 15) der Quadrupollinse (13) auf gleichem Potential liegen, während die Elektroden (16) des zweiten Elektrodenpaares auf einem gemeinsamen Potential liegen, welches vom Potential des ersten Elektrodenpaares (14, 15) verschieden ist.

17. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (10) in ihrer Gesamtheit bzw. in ihrer Linsenkombination gleichzeitig als Teilchenoptik und als Bremslinsenanord­ nung ausgebildet ist, indem jede Linse jeweils in beider­ lei Hinsicht Funktion trägt.

18. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchenoptik ein Ein­ trittsspalt (11), vorzugsweise ein horizontal ausgerichte­ ter Eintrittsspalt, vorgeordnet ist.

19. Massenspektrometer nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsspalt (11) auf einem Referenzpotential liegt, vorzugsweise auf 0 V, daß die in Teilchenstrahlrichtung nachfolgenden Teilchenlinsen je­ weils ein gegenüber der jeweils vorgeordneten Teilchenlin­ se anderes, zumeist höheres Potential haben, bis hin zur Bremslinse mit dem höchsten Potential und daß die der Bremslinse (19) nachgeordnete Fokussierlinse (21) wieder auf dem Referenzpotential des Eintrittsspalts (11) liegt.

20. Massenspektrometer nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Potential der Vorlinse (12) etwa 7816 V, das Potential der Elektrodenpaare der Quadrupollinse (13) etwa 7936 V bzw. 7696 V, das Potential der Abschirmlinse (17) etwa 7816 V, das Potential der rohrförmigen Linse (18) etwa 9894 V und das Potential der Bremslinse (19) etwa 9995 V beträgt.

21. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselektrode (19) bzw. -linse einen Durchtrittskanal (20) für die Teilchen aufweist, der sich teilcheneintrittsseitig in Teilchen­ strahlrichtung stufig in seinem Querschnitt verjüngend und teilchenaustrittsseitig sich konisch in Teilchenstrahlrich­ tung in seinem Querschnitt verbreiternd ausgebildet ist.