Методы и средства ионизации вещества в проблеме определения элементного состава грунта с использованием время-пролетного масс-анализатора

• Автор: Полякова, Вера Витальевна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил

Содержание
Введение
1. Оценка возможностей использования процессов горения пиротехнических смесей для оптической накачки твердотельных лазеров
1.1. Активные среды для твердотельных лазеров с оптической накачкой короткоимпульсными лампами

1.2. Интегральное описание лучистого потока

1.3. Физическая модель и дифференциальное описание лучистого теплообмена

1.4. Спектральная эффективность излучения пиротехнической накачки

1.5. Алгоритм вычисления интеграла Планка

2. Конструктивные, технологические и физические особенности пиротехнических источников накачки
2.1. Оптимизация химического состава, формы, массы и габаритов заряда пиротехнической лампы накачки
2.2. Выбор ингредиентов и оптимизация технологии нанесения абляционных покрытий
2.3. Транспортировка светящегося факела через сопло Лаваля в канал зеркального отражателя, содержащего активную лазерную среду
2.4. Пиротехническая лампа для оптической накачки твердо-

тельного лазера на основе ИАГ: N
2.5. Экспериментальные исследования спектральных и энергетических характеристик пиротехнической лампы
3. Твердотельные ИАГ: Ш3+-лазеры с пиротехнической лампой накачки
3.1. Режимы свободной генерации и модулированной добротности в ИсГ+-лазерах с пиротехнической накачкой

3.2. Твердотельный ИАГ: Ис13+-лазер с пиротехнической накачкой и ресурсом равным единице
3.3. Оптическая система фокусировки лазерного излучения на мишень
3.4. Твердотельный ИАГ: Ш3+-лазер с пиротехнической накачкой, работающий в импульсном режиме
3.5. Теоретические и экспериментальные оценки энергетических характеристик ИАГ: Иб3+-лазера с пиротехнической лампой накачки
3.6. Температурная зависимость параметров люминесценции лазерных элементов на основе стекла, активированного ионами

4. Некоторые аспекты проблемы определения элементного состава грунта с использованием лазерного ионизатора и время-пролетного масс-анализатора
4.1. Физические принципы взаимодействия импульсного лазерного излучения с веществом мишени
4.2. Идентификация элементного состава грунта с использованием лазерного ионизатора и время-пролетного динамического
масс-анализатора
Основные результаты и выводы по диссертационной работе
Литература
Список условных обозначений, единиц и терминов

Введение.
Одной из основных задач в геологии, экологии и других родственных отраслях науки является задача определения элементного состава и концентрации ингредиентов в различных веществах. В настоящее время разработаны и эффективно используются целый ряд методов и средств в области анализа веществ, среди которых особое место занимают калориметрические методы, разработанные на основе законов Бугера-Ламберта-Бера.
Калориметрия - метод определения концентрации вещества в растворе по поглощению света. Метод основан на измерении ослабления светового потока, происходящего вследствие избирательного поглощения света определяемым веществом. Существует спектрофотометрический и фотометрический методы абсорбционного анализа. Первый основан на измерении в монохроматическом потоке света (свет с определенной длиной волны X), а второй — на измерении в не строго монохроматическом пучке света. Определяемый компонент при помощи химической реакции переводят в окрашенное состояние, после чего каким-либо инструментальным способом измеряют интенсивность окраски полученного раствора. Таким образом, в калориметрии играют существенную роль, во-первых, правильно выбранные условия протекания реакции по переводу определяемого компонента в окрашенный раствор и, во-вторых, знание оптических свойств окрашенных растворов, что позволяет правильно выбрать способ измерения интенсивности окраски.
При прохождении пучка белого света интенсивностью 10 через стеклянный сосуд, заполненный исследуемым раствором, происходит ослабление интенсивности первоначального светового потока, и выходящий пучок света будет иметь интенсивность 1<10(рис.1).
Интенсивность светового потока - это мощность излучения, испускаемого источником света в определенном направлении внутри телесного угла, равного единице.
Ослабление интенсивности связано:
1. с отражением на границах стекло - воздух и стекло- раствор (10т);

энергия еКЗисп =-цг-8-сЙ. С другой стороны, эта величина равна сК)нш = Стп-ёТ. Тогда с учетом (1.2.1.), получаем
-вэф -а, ^(т4 -Т^)ф = Стс1Т (1.3.1.)

Рис.4. Физическая модель для дифференциального описания лучистого потока, где 1-ядро прореагировавшей пиросмеси;2-оболочка;3-стенка, в которую включена селективно поглощающая активная среда.
Здесь у температуры Т снят индекс оо и T(t), где t - время. Кроме этого, принято что Tw= const. Разделяя переменные и интегрируя при начальном условии T|t=o=T0, получим зависимость t(T). Обратная функция T(t) не выражается в явном виде
(1.3.2.)
где аі=2-£3ф-о0,8-^—. В точках Т%уи Т=Т№ решение не определено.

Поскольку излучаемая мощность и энергия определяются выражениями
Р(0 = 8щг(0 и

у (г) = | р (і')а і'

то получить их в явном виде на основании (1.2.1.) невозможно. Для того, чтобы получить решение Т(1) положим, что Т№=0, соответствующее физическому условию Т»ТЛУ, что для горения пиротехники справедливо, по крайней мере, в начальной стадии. Очевидно, что расхождение с (1.2.1.) будет в этом случае