一种面向未来行星任务的高电离效率电子轰击离子源研制

采用电子轰击电离（EI）方法的离子源因其简单性已广泛应用于行星探测任务中的质谱分析。以往星载质谱仪主要设计采用铼钨合金灯丝的 EI 方法，典型情况下可实现高达 200 uA 的发射。由于质谱仪灵敏度是未来涉及行星样品中痕量组分测量的原位质谱分析的关键要求，发射水平有待提高。本研究研制了一种使用 Y2O3 涂层铱灯丝的新型高发射 EI 离子源，其功函数低于铼钨合金。该离子源尺寸为 30 mm * 26 mm * 70 mm，重量 70 g。我们确认在消耗 3.0 W 功率时，离子源发射超过 2 mA 电子，是先前模型电子发射水平的 10 倍。EI 离子源的电离效率正比于电子发射量，这意味着我们的新型号将电离效率提高了 10 倍。我们在 3.0 W 加热条件下对原型进行了性能测试，确认了高电离效率（10^4 nA/Pa）。此外，我们进行了离子源耐久测试，证明了电离效率在 30 min * 100 次循环中保持持久。