Одним из главных параметров разряда, определяющих тем пературу газа, является сила разрядного тока через трубку. С увеличением силы тока температура газа в разряде быстро возрастает. Поэтому для получения узких линий следует огра ничиваться минимальными силами тока. Необходимый компро мисс между яркостью аналитической линии и ее шириной при этом обусловлен как спектральными характеристиками данной линии (потенциал возбуждения, вероятность перехода, энергия верхнего уровня и его статистический вес), так и условиями ка тодного распыления анализируемого вещества.
Другими важными параметрами являются род и давление инертного газа. Как следует из рис. 12.1, с увеличением давле ния рабочего газа его температура в разряде уменьшается. Если учесть, что в узких катодах оптимальное давление рабоче го газа (т. е. давление, при котором исследуемый спектр имеет максимальную яркость) больше, чем в широких, то первые можно рекомендовать для снижения температуры. Из того же рис. 1 2 . 1 видно, что температура разряда в неоне при прочих
равных условиях меньше, чем в аргоне. Это положение под тверждается и данными работ [18, 19], где было замечено, что температура разряда в неоне порядка 130° К, а для той же труб ки, заполненной аргоном, около 190° К. Наблюдаемое различие можно объяснить тем, что коэффициент теплопроводности нео на примерно в 2,4 раза больше, чем аргона, благодаря чему тепло лучше отводится от области темного катодного прост ранства к стенкам катода.
В связи с этим заметим, что наибольшим коэффициентом теплопроводности из всех инертных газов обладает гелий. Применение гелия предпочтительно также из-за простоты его спектра, легкости очистки от примесей (например, с помощью охлаждаемой ловушки с активированным углем) и возможности возбуждения ионных линий, обладающих, как правило, боль шим изотопическим смещением. Хотя гелий малоэффективен при распылении материала катода, однако этот его недостаток
может быть устранен смешением гелия |
с одним из |
тяжелых |
инертных газов, что дополнительно дает возможность |
подби |
|
рать оптимальное соотношение между |
интенсивностью |
катод |
ного распыления и теплопроводностью газовой смеси. Так, для смеси гелий — аргон ( 1 : 1 ) коэффициент теплопроводности в
3 раза выше, чем для чистого аргона.
Заканчивая обсуждение температурных характеристик раз ряда в полом катоде, можно сделать вывод, что температура разряда меняется довольно в широких пределах. Немногочис ленные экспериментальные данные [18, 19] показывают, что при правильно подобранных условиях можно получать температуру газа в разрядной трубке порядка 130— 190° К-
Снижение доплеровской ширины линий путем охлаждения стенок разрядной трубки возможно и в случае ВЧ-разряда.
ао9