Przekroje czynne na jonizację elektronami niektórych związków siarki

Włodzimierz
Grażyna
ŻUK
SKRZETUSKA
Instytut Fizyki Uniwersytetu M a r i i
Z a k ł a d Fizyki
Curie-Skłodowskiej
w
Lublinie
Jgdrowej
Przekroje czynne na jonizację elektronami
niektórych związków siarki*)
Przekroje czynne na ¡onizację elektronami prostych związków siarki, takich ¡ák
H2S i S O 9 , nie sq dotąd dokładnie zbadane.
W roku 1932 Smyth i Mueller podali potencjały ^pojawiania dla jonów S O ^ , S O ^ ,
S""", a Neuert, Clasen w roku 1952 dla jonów H2S^, HS"^, S"^. Otvos, Stevenson/1956
r . / oraz Lampe, Franklin, F i e l d / 1 9 5 7 / podali wartości przekroju czynnego na jonizocję elektronami H2S przy energii elektronów równej 75 e V .
Przekrojami czynnymi związków siarki interesował się w roku 1968 Fiquet-Fayard
w związku z badaniem efektu Augera przy wielokrotnej jonizacji elektronami. A l e
z powodu trudności aparaturowych podał jedynie stosunek prądu jonowego badanego
gazu do prądu jonowego argonu, normalizowany do jedności przy energii elektronów
równej 500 e V .
Przy pomocy spektrometru masowego z monoenergetyczną wiązką elektronów i 60°
polem magnetycznym przeprowadzono pomiary przekrojów czynnych na jonizację
elektronom! H2S i S O 2 oraz ich produktów rozpadu.
Spektrometr kalibrowany był za pomocą neonu i argonu. Otrzymane wyniki przedstawia rys. 1.
Szczególnie interesujące ze względu na możliwość opracowania bezwzględnej metody wyznaczania składu izotopowego siarki jest dokładne wyznaczenie przebiegu
przekrojów czynnych w zależności od energii bombardujących elektronów dla H « S .
32
33
34
J a k wiadomo, siarka ma 4 stabilne izotopy
S,
S,
S,
<^f^nieważ w wyniku zderzeń elektronów z mołekułami H2S powstają jony H2S^, HS^ i S , poszczególne wierzchołki widma masowego mają następujący skład:
3 2 ^
= 3 2
+
3V=34S++H3V + H 3 V
-7
Referowano w Warszawie dnia 6 czerwca 1972 r . na Konwersatorium A n a l i z y
p o i w i f c o n / m Spektrometrii M a s . ,
52
http://rcin.org.pl
Spektralnej Emisyjnej,
Z podstawowego równania źródła jonów z jonizującą, monoenergetyczną wiązką
elektronów:
I. = I
I n 8
I
e
l'
•o
z H2S
O
100
ZOO
300
100
eV
Rys. 1. Zależnoić przekrojów czynnych na jonizację od energii elektronów
gdzie I.
- natężenie prądu jonowego.
^
- natężenie wiązki elektronowej,
I
-długość drogi elektronów w źródle w cm,
n
- liczba atomów lub cząsteczek danego rodzaju w 1 cm ,
^ . -przekrój czynny na powstanie jonów danego typu wyrażony w cm ,
I
32
wynika, że wysokość wierzchołka np.
W jest proporcjonalna do zawartości siarki
S w 1 cm"^ gazu oraz do przekroju czynnego S ^ na powstanie jonu S^. Wobec tego
stosunki wysokości wierzchołków możemy zapisać następująco:
i> HS
34
32,
W
32.
33
i'32
S
¿HS
¿H2S
¿S
¿5
53
http://rcin.org.pl
ils.
"323
36^
363
Wyraz-TT—
32,
32^
i ü L
^^s
¿H^s
¿3
323
¿3
_ 363 ^ 3 4 3
323
323
¿3
jest zaniedbywalnie mały; otrzymaliśmy więc układ czterech niezależ-
nych równań z czterema niewiadomymi
HS/^S '
H2S/
s.
Stąd można wyznaczać interesujący nas stosunek ^^S/^^S. è ^ ^ è 5 ' è \-\2S^ ^ S
w granicach otrzymanej dokładności stałe dla energii bombardujących elektronów
większej od 40 e V .
Błąd maksymalny otrzymanego powyższą metodą stosunku izotopowego ^^S/^^S
wynosił à
= 0 , 5 % . Przy dobrej powtarzalności < dużej liczbie pomiarów dokładność można zwiększyć.
Literatura
T.
2.
3.
4.
5.
6.
W . Ż u k , E.Chômiez: Dritte Arbeitstagung Uber Stabile Isotope, Leipzig 1963.
H.Smyth, D.Millier: Phys.Rew., 43, 121, 1933.
H . N e u e r t , H.Glasen: Z . Naturforsch . , 7a, 410, 1952.
J . O t v o s , D.Stevenson: J .Amer.Chem . S o c . , 78; 546, 1956.
E.Lampe, L.Franklin, F.Field: J . A m e r . C h e m . S o c . , 79, 6129, 1957.
F.Fiquet-Fayard, J . C h i a r i , F . M ü l l e r , J . Z i e s e l : J .Chem. Phys., 48, 478, 1968.
54
http://rcin.org.pl