Ion cyklotron resonans - Ion cyclotron resonance

Ionsyklotronresonans er et fenomen relatert til bevegelse av ioner i et magnetfelt . Den brukes til å akselerere ioner i en cyklotron , og til å måle massene til en ionisert analyt i massespektrometri , spesielt med Fourier transform ion-cyklotronresonansmassespektrometre . Det kan også brukes til å følge kinetikken til kjemiske reaksjoner i en fortynnet gassblanding, forutsatt at disse involverer ladede arter.

Definisjon av resonansfrekvensen

Et ion i et statisk og jevnt magnetfelt vil bevege seg i en sirkel på grunn av Lorentz-kraften . Den vinkelfrekvensen av denne syklotronen bevegelse for en bestemt magnetfeltstyrke B er gitt ved

${\ displaystyle \ omega = 2 \ pi f = {\ frac {zeB} {m}},}$

hvor z er antall positive eller negative ladninger av ionet, e er den grunnleggende ladningen og m er massen av ionet. Et elektrisk eksitasjonssignal med en frekvens f vil derfor resonere med ioner som har et masse-ladningsforhold m / z gitt av

${\ displaystyle {\ frac {m} {z}} = {\ frac {eB} {2 \ pi f}}.}$

Den sirkulære bevegelsen kan være overlagret med en jevn aksial bevegelse, noe som resulterer i en spiral , eller med en jevn bevegelse vinkelrett på feltet (f.eks. I nærvær av et elektrisk eller gravitasjonsfelt) som resulterer i en sykloid .

Ion syklotron resonans oppvarming

Ioncyklotronresonansoppvarming (eller ICRH) er en teknikk der elektromagnetiske bølger med frekvenser som tilsvarer ioncyklotronfrekvensen brukes til å varme opp et plasma . Ionene i plasmaet absorberer den elektromagnetiske strålingen, og som et resultat av dette øker den kinetiske energien . Denne teknikken brukes ofte til oppvarming av tokamak- plasmaer.

I solvinden

8. mars 2013 lanserte NASA en artikkel der ionesyklotronbølger ble identifisert av sin sonde sonde som kalles WIND som den viktigste årsaken til oppvarming av solvinden når den stiger opp fra solens overflate. Før denne oppdagelsen var det uklart hvorfor solvindpartiklene ville varme seg opp i stedet for å kjøle seg ned, når de kom fort fra solens overflate.

Se også

• Syklotronresonans
• Elektron cyklotron resonans

Referanser

Denne plasmafysikkrelaterte artikkelen er en stubbe . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den .

• v
• t
• e