SE192554C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: W Paul, H-P Reinhard och H Frohlich Prioritet begord iron den 27 december 1957 (Forbundsrepubliken Tyskland) Genom den tyska patentskriften 944 900 är ett forfaringssdtt for separering resp. for separat pavisande av joner med specifik laddning forut kant, vid vilket jonerna infOras i ett tiden periodiskt elektriskt falt, vars potential 99 at en kvadratisk funktion av koordinatorna x, y, z av den allmanna formein 99 = f (t) (ax2,8y2 — 7z2) Harvid betyder f(t) en godtycklig periodisk funktion av tiden. a, ,8 och 7 aro positiva konstanter, som satisfiera ekvationen a -I- fi ==y och for ovrigt aro godtyckligt valjbara.

Alltefter sin speciella laddning beskriva j 0- nerna i detta falt, som paverka dem till svangningar, stabila eller instabila banor, varigenom en separering eller separat registrering erhalles. Sasom periodisk funktion f (t) kan exempelvis en. sinussvangning anvandas, som at overlagrad pa ett konstant varde. Till alstring av potentialen tjana lampligt formade elekiroder, vilka i det betraktade speciella fallet tillforas en likspanning och en sinusformig vaxelspanning med hog frekvens.

Ur teorien for forfaringssattet erhallas stabila omraden, Mom vilka amplituden hos svangningarna av joner med bestamd specifik laddning icke overskrider ett maximivarde. For narmare detaljer hanvisas till namnda patentskrift.

I patentskriften hanvisas a-ven till att man vid rotationssymmetriska falt genom overlagring av ett ytterligare vaxelfalt, som har liten amplitud och vars frekvens at halften sa stor som hogfrekvensen, i ett brett stabilt omrade kan inbadda ett smalt instabilt omrade. Darigenom skola joner med bestamd specifik laddning avskiljas fran en isotopblandning.

Med den i patentskriften angivna storleken pa overlagringsfrekvensen (halv hogfrekvens) kan emellertid det onskade resultatet endast vinnas i ett mycket begransat antal praktiska anvandningsfall. Mera ingaende undersokningar ha visat, att inbaddningen ay ett instahilt omrade i ett brett stabilt omrade i allmanhet och amen vid icke rotationssymmetriska falt ä mojlig, om man installer det extra overlagrade faltets frekvens pa den valda arbetspunkten Mom det stabila omradet.

Enligt foreliggande uppfinning bringas dot overla:grade vaxelfaltets frekvens att atminstone tillnarmelsevis iiverensstamma med grund- eller overtoner hos joner med bestamd specifik laddning och framtvingar instabila banor for dessa joner.

Grundtonernas joner med bestamd specifik laddning aro utom av denna aven beroende av likspanningens storlek, hogfrekvensspanningens amplitud, sjalva hogfrekvensen och av elektrodernas geometri och kunna for en given anordning utan vidare bestammas mid vane arbetspunkt. De aro proportionella mot hogfrekvensen, varvid proportionalitetsfaktorn k tager hansyn till den valda arbetspunkten Mom det stabila omradet. Overtonerna erhallas omedelbart sasom summa av resp. differens mellan heltalsmultiplar av h5gfrekvensen a ena sida:n och av grundtonerna a andra sidan.

Pa bifogade ritning visas ett sa kallat stabilitetsdiagram for en cylindersymmetrisk elektrodanordning (x-axeln sasom symmetriaxel). Vardena a oth q, med vilka koordinataxlarna Oro betecknade, bestamma arbetspunkten och erhallas ur anordningens data pa foljande salt: eV q = 2 — Dan i betyda e laddningen, m massan, U lik- a = 4 e U m r2coa m r2co2 2— — sp5.nningen, V hagfrekvensamplituden, r elektrodavstanden ochhogfrekvensen. 2 Stabilitetsomradet visas pa ritningen med tjocka linjer. I detsamma angivas karakteristikor for proportionalitetsfaktorn k. De heldragna linjerna galla for z-komponenten och de streckade linjerna fOr y-komponenten av jonrorelsen. Antalen grand- och overtoner aro saledes olika fOr de hada komponenterna, vilket b8r beaktas vid farfaringssattet enligt uppfinningen.

Det angivna forfaringssattet enligt uppfinningen kan utstrackas till avskiljande av joner med flera olika specifika laddningar genom att flera extra vaxelfalt med motsvarande frekvens gemensamt Overlagras pa lik- och hogfrekvensfaltet.

Det har iakttagits, att nagon strong avstamning av overlagringsfaltets frekvens pa. grundresp. overtonernas joner, som skola avskiljas, joke erfordras. Vid frekvensdifferenser utfora jonerna svangningar, vilkas amplituder kunna bli sá stora, att ett avskiljande intrader.

Enligt ytterligare en uppfinningstanke utnyttjas donna foreteelse for att gemensamt avskilja joner Mom ett omrade med olika specifik laddning utan att man. behover anvanda lika manga overlagringsfrekvenser som olika specifika laddningar foreligga. I stallet kan avskiljandet astadkommas genom overlagring av ett eller flera vaxelfalt, vilkas frekvenser atminstone debris ligga mellan jonernas grund- eller overtoner.

Det ma sarskilt hanvisas till att omradet med olika specifika laddningar joke behOver vara sammanhangande Exempelvis kan man gemensamt avskilja joner med bestamd specifik laddning enligt deras overtoner °eh joner med annan specifik laddning enligt deras grundtoner under forutsattning, att dessa grundtoner aro intilliggande. Harvid fir det aven nthjligt att gripa tillbaka till olikheten hos grundtonerna i de enskilda rorelsekomponenterna. Grund- och i5vertonernas joner, som icke skola avskiljas, maste ligga Haackligt langt bort fran Overlagrincsfrekvensen.

Dessutom fir det mojligt ate genom val av frekvenserna och/eller amplituderna hos de overlagrade vaxelfalten separat bestamma svangningsamplituden fOr jonerna med varje specifik laddning. Ju stone overlagringsfaltens amplitud valjes, desto bredare blir avskiljningsomradet. Darigenom blir det moj ligt att giva exempelvis en foreliggande isotopblandning en annan onskad sammansattning i en enda. arbetsoperation. Harvid kunna enskilda massor helt avskiljas, eller alla komponenter forandras endast till sin storlek. Mojligheten fOr en enkel och snabb andring av en isotopblandnings sammansattning utOr en speciell fordel med forfaringssattet enligt uppfinningen.

Claims (4)

Patentansprak:

1. Forfaringssatt for separering eller f6r separat pavisande av joner med olika specifik laddning, varvid jonerna inforas i ett i tiden periodiskt elektriskt styrfalt, vars potential med godtycklig periodisk tidsfunktion f(t) Or en kvadratisk funktion av koordinatorna x, y, z av den allmanna formen f (t) (ax2fly2 — 7Z2) van i konstanerna a, fi, y satisfiera ekvationerna a + # = 7, och varvid styrfaltet Overlag- ras med ytterligare ett vaxelfalt, kanneteck- nat darav, att det overlagrade vaxelfaltets frekvens bringas att atminstone tillnarmelsevis overensstamma med grund- eller overtoner hos joner med bestamd specifik laddning och framtvingar instabila banor for dessa joner.

2. FOrfaringssatt enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att for avskiljande av jo- ner med olika specifik laddning flera vaxelfalt med motsvarande frekvenser gemensamt iiverlagras pa det i tiden periodiska faltet.

3. Forfaringssatt enligt patentanspraet 1, kannetecknat darav, att joner Mom ett omra.- de med olika specifik laddning avskiljas genom overlagring av ett eller flera vaxelfalt, vilkas frekvenser atminstone delvis ligga melIan jonernas grund- eller overtoner.

4. Forfaringssatt enligt patentanspraket 3, kannetecknat darav, att andelen av avskiljandet for varje sarskild specifik laddning for sig bestarnmes och installes genom lampligt val av de overlagrade vaxelfaltens frekvenser och/eller amplituder. Anforda publikationer: Patentskrifter Tyskland 944 900. Ombud : H Onn, Stockholm Stockholm 1064. Sung'. Boktr. P. A. Norstedt & Sorter. 6400591