化学辞典 第2版 「四重極質量分析計」の解説
四重極質量分析計
シジュウキョクシツリョウブンセキケイ
quadrupole mass spectrometer
マスフィルターともいう．磁場を必要としない高周波質量分析計の一種．
図に示す4本の円筒(理論的には軸が中心に向かう四つの双曲線)断面の向かい合った二組の電極をそれぞれ電気的に結合し，直流電圧Uとラジオ波 V0 cos ωtを加えた電位を正負に図のように印加する．Z方向に入射したイオンはZ方向には加速されず，X，Y方向に次のマチュー(Mathieu)方程式に従って加速される．
ここで，
θ ＝ ωt， α ＝ (2eV0)/(mr02ω2)， β ＝ U/V0 で，mはイオン質量，r0 は図に示した中心から電極までの距離である．マチュー方程式の解は一定質量のイオンが発散されずに(すなわち，有限な振幅をもった振動をする)Z方向に進む条件を与える．m/eは次式で示される．
U/V0とωを一定にすれば r0 を変化させてZ方向の一定の位置でイオンを検出し，質量スペクトルが得られる．この質量分析計はW. PaulとM. Raetherにより，1955年にウラン同位体分離器を目標に大型(2 m の長さ)のものがつくられた．現在は円筒分析部の長さ10～40 cm 程度の小型で軽量なものが製作され，感度の高いこともあり各種装置につける質量分析計として広く使用されている．
図に示す4本の円筒(理論的には軸が中心に向かう四つの双曲線)断面の向かい合った二組の電極をそれぞれ電気的に結合し，直流電圧Uとラジオ波 V0 cos ωtを加えた電位を正負に図のように印加する．Z方向に入射したイオンはZ方向には加速されず，X，Y方向に次のマチュー(Mathieu)方程式に従って加速される．
ここで，
θ ＝ ωt， α ＝ (2eV0)/(mr02ω2)， β ＝ U/V0 で，mはイオン質量，r0 は図に示した中心から電極までの距離である．マチュー方程式の解は一定質量のイオンが発散されずに(すなわち，有限な振幅をもった振動をする)Z方向に進む条件を与える．m/eは次式で示される．
U/V0とωを一定にすれば r0 を変化させてZ方向の一定の位置でイオンを検出し，質量スペクトルが得られる．この質量分析計はW. PaulとM. Raetherにより，1955年にウラン同位体分離器を目標に大型(2 m の長さ)のものがつくられた．現在は円筒分析部の長さ10～40 cm 程度の小型で軽量なものが製作され，感度の高いこともあり各種装置につける質量分析計として広く使用されている．
出典 森北出版「化学辞典（第2版）」化学辞典 第2版について 情報