Reflektron

Ein Reflektron ist ein Bestandteil mancher Flugzeitmassenspektrometer, und wird verwendet, um die Ionen in ihrer Flugrichtung umzukehren, indem es ein elektrisches Feld mit einem Gradienten erzeugt. Das Feld bremst die Ionen ab und beschleunigt sie anschließend wieder in die Gegenrichtung. Dadurch wird der Einfluss ihrer kinetischen Energieverteilung auf die Flugzeit verringert, denn die Ionen mit höherer kinetischer Energie dringen tiefer in das elektrische Feld des Reflektors ein und legen eine entsprechend längere Strecke zurück, wodurch die Flugzeitunterschiede größtenteils kompensiert werden.

Der Hintergrund dieses Verfahrens liegt darin, dass es technisch nicht gerade einfach ist, in einem Massenspektrometer dafür zu sorgen, dass alle Ionen wirklich auch die gleiche Energiemenge aufnehmen. Die Probe befindet sich bei der Messung in einem gasförmigen Zustand, womit die Energieverteilung der Gasteilchen innerhalb der Ionenquelle einer Boltzmann-Verteilung folgt. Verschiedene Teile der Probe werden folglich in der Beschleunigungsphase dem elektrischen Feld stärker oder schwächer ausgesetzt als andere, womit sie eben nicht die gleiche Energiemenge aufnehmen, was hingegen eine Voraussetzung für korrekte Messergebnisse ist. Daraus ergibt sich also eine Abweichung, wegen der also Teilchen des gleichen Masse/Ladungsverhältnisses trotzdem auf verschiedene Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Damit besitzen sie unterschiedliche kinetische Energie. Diese Energiedispersion wirkt sich im Massenspektrum als Unschärfe aus. Die Energiedispersion kann mit Hilfe eines Reflektrons minimiert werden.