Масс-спектрометры МТИ-350Г

Назначение

Масс-спектрометры МТИ-350Г (далее - масс-спектрометры) предназначены для измерений изотопного состава урана в газовой фазе.

Описание

Принцип действия масс-спектрометра основан на пространственном разделении в магнитном поле ионов анализируемого вещества, ускорении и фокусировке ионов в электростатическом поле с последующей регистрацией ионных токов, значения которых зависят от содержания изотопов в пробе. В масс-спектрометре последовательно выполняются следующие этапы:

- превращение нейтральных молекул анализируемого вещества в положительные ионы;

- создание и формирование ионного пучка в электростатическом поле;

- пространственное разделение ионов в магнитном поле;

- измерение и регистрация интенсивности ионного потока каждого анализируемого компонента.

Масс-спектрометр состоит из:

- базовой аналитической части;

- электронной части;

- системы ввода проб;

- устройства накопления и обработки информации.

Аналитическая часть конструктивно объединяет источник ионов, приемник ионов и анализатор, а также систему откачки с соблюдением необходимого вакуума и обеспечивает взаимодействие узлов элементов с другими системами масс-спектрометра без нарушения вакуума. Приемник ионов предназначен для одновременной и независимой регистрации изотопов урана: уран-243, уран-235, уран-236 и уран-238. Для измерений малых ионных токов приемник комплектуется вторичным электронным умножителем.

Электронная часть состоит из совокупности электронных блоков и обеспечивает питание электромагнита и газового источника ионов, регистрацию ионных токов, индикацию вакуума, управление клапанами, системами вакуумной откачки и силового питания, а также информационной обмен с управляющей ЭВМ.

Система ввода проб имеет 2 канала для напуска проб из пробоотборника или технологических линий и 5 каналов для напуска стандартных образцов.

Устройство накопления и обработки информации служит для обеспечения управления работой узлов масс-спектрометров, сбора, накопления, обработки информации и расчета результатов измерений. С помощью устройства осуществляются в автоматическом режиме необходимые настройки, отбор и подготовка пробы, проведение анализа. Устройство представляет собой ЭВМ стандарта IBM PC в промышленном исполнении. Устройство оснащено специализированным программным обеспечением.

Внешний вид масс-спектрометра представлен на рисунке 1.

Масс-спектрометр рассчитан на непрерывный круглосуточный режим работы.

Масс-спектрометры выпускаются в виде нескольких модификаций, отличающихся комплектностью, указанных в разделе комплектность.

Программное обеспечение

Специализированное программное обеспечение (ПО) служит для автоматизации процессов измерений и непрерывно - постоянного сравнения метрологических характеристик проб с характеристиками стандартных образцов. ПО встроено в масс-спектрометр и зашито.

Идентификационные данные программного обеспечения указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного программного обеспечения

Уровень защиты встроенного специализированного ПО масс-спектрометров МТИ-350Г от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» в соответствии с рекомендациями по метрологии Р 50.2.077-2011.

Рисунок 1. Внешний вид масс-спектрометра

Технические характеристики

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится печатным способом на титульный лист формуляра и на титульный лист руководства эксплуатации типографским способом, на переднюю панель аналитической стойки методом шелкографии.

Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МП 12-221-2002 «ГСИ. Масс-спектрометр МТИ-350Г. Методика поверки», утвержденным ФГУП «УНИИМ» в июне 2002 г., с изменением № 1, утвержденным ФГУП «УНИИМ» в январе 2008 г.

Основные средства поверки:

ГСО 7520-99, партия 2-79. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,0023±0,0001) %, уран-235 (0,4105±0,0003) %, уран-236 (0,0068±0,0001) %, уран-238 (99,5804±0,0003) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,0041223±0,0000029).

ГСО 7521-99, партия 149-92. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,0029±0,0001) %, уран-235 (0,7 2 1 1±0,0004) %, уран-236 (0,0028±0,0001) %, уран-238 (99,2732±0,0004) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,007264±0,000004).

ГСО 7521-99, партия 58-90. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,0072±0,0001) %, уран-235 (0,9936±0,0005) %, уран-236 (<0,0005) %, уран-238 (98,9992±0,0005) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,010037±0,000005).

ГСО 7522-99, партия 205-04. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,00663±0,00009) %, уран-235 (0,85512±0,00029) %, уран-236 (0,00038±0,00003) %, уран-238 (99,13787±0,00030) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,0086256±0,0000029).

ГСО 7527-99, партия 35-92. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,0230±0,0002) %, уран-235 (3,1434±0,0015) %, уран-236 (0,0012±0,0001) %, уран-238 (99,8324±0,0015) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,032462±0,000016).

ГСО 7528-99, партия 103-99. Аттестованные значения атомной доли изотопов урана и абсолютная погрешность аттестованных значений: уран-234 (0,0267±0,0002) %, уран-235 (3,4867±0,0013) %, уран-236 (0,0208±0,0001) %, уран-238 (96,4658±0,0014) %, изотопное отношение урана-235 и урана-238 (0,036144±0,000014).

Сведения о методах измерений

содержатся в документе «Масс-спектрометры МТИ-350Г. Руководство по эксплуатации. Л5500-0-00 РЭ».

Нормативные документы

Л550-0-00 ТУ Масс-спектрометр МТИ-350Г. Технические условия.

МП 12-221-2002 «ГСИ. Масс-спектрометр МТИ-350Г. Методика поверки», утвержденная ФГУП «УНИИМ» в июне 2002 г., с изменением № 1, утвержденным ФГУП «УНИИМ» в январе 2008 г.

Рекомендации к применению

отсутствуют.