Динамика ионов в атмосферном источнике с фотоионизацией излучением лазерной плазмы

Abstract

Представлены результаты математического моделирования импульсного источника ионов при атмосферном давлении с ионизацией анализируемого вещества УФ излучением лазерной плазмы. Расчеты проводились на основе разработанной авторами математической модели, описывающей эволюцию ансамбля ионов под действием скрещенных газодинамических и электрических полей с учетом эффектов кулоновского взаимодействия. Модель включает в себя систему уравнений Навье-Стокса для описания формирования газодинамических течений в исследуемом объеме, уравнение Пуассона для определения результирующего распределения электрического поля в этом объеме и уравнение Лоренца для построения ионных траекторий ионов от места их рождения до собирающей диафрагмы. Показана сходимость метода релаксации при численном решении основных уравнений модели. Исследована зависимость ионного тока от приложенного напряжения и показано, что учет конечности времени жизни ионов за счет эффекта рекомбинации позволяет получить хорошее согласие между расчетными и экспериментальными данными. Ключевые слова: лазерная плазма, математическое моделирование, ионный источник, газодинамические и электростатические поля, масс-спектрометрия.