ELEMENTOS BÁSICOS DE FÍSICA NUCLEAR

 

Apéndice: Espectrómetro de masas.

Este instrumento se utiliza para determinar la masa de átomos y moléculas así como para determinar la abundancia relativa de los diferentes isótopos que contiene un material. El primer espectrómetro de masas fue diseñado por J. J. Thomson y posteriormente fue perfeccionado por F. W. Aston, J. Dempster y K. Bainbridge.

Un esquema básico del espectrómetro es el siguiente:

Los cationes del átomo que se quiere estudiar se aceleran entre las láminas L1 y L2, entre las que existe una diferencia de potencial de varios miles de voltios. Después los átomos pasa a través de un selector de velocidades compuesto por un campo eléctrico y otro magnético perpendiculares, por lo que sólo pasan los iones que se mueven a una determinada velocidad. Luego los iones se encuentran con un campo magnético B perpendicular al plano de la figura y describen una trayectoria circular que cumple:

Como la razón v/qB es la misma para todos los iones, los radios son directamente proporcionales a las masas de los iones. Los iones más pesados describen circunferencias de mayor radio.

Como los iones de masas diferentes describen trayectorias distintas, inciden sobre la placa fotográfica o sobre otro detector, en posiciones distintas. La masa del ion se puede calcular a partir de su velocidad y del radio de la semicircunferencia descrita.