136、小扭蛋的内部运作机理 ...
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下班回到家后，林月把小扭蛋放在卧室的梳妆台上，小扭蛋告诉她：“我发现，今天那台，电感耦合等离子体质谱仪，它部分的构造原理跟我有点像。”
“哦？你怎么知道那台仪器的名字？”
“我顺便扫描了下边对应的实验台抽屉啊，里面放着一本说明书和仪器简要操作规程，当头一页就写的是电感耦合等离子体质谱仪。”
“哦，那它的原理是怎么样的？”三百多万进口来的仪器，林月挺感兴趣它凭什么这么贵。
“你去给我拿纸和笔来，光用说的可能你听不大明白。”
林月麻溜跑到隔壁小书房，从抽屉里拿出来一沓白纸，和一支水性笔回来。
小扭蛋手比较小，于是拆出笔芯来写。
“你之前不是疑惑，为什么我能把物质分解成原子、把原子分开归类存放，然后还能用原子做原料来制造物质吗？”
“嗯，我的确好奇。”
“其实跟那台电感耦合等离子体质谱仪很相似，我体内也有等离子体，和四极杆滤质器，不过比它小型一些。等离子体呢负责高温分解、电离，四极杆滤质器则负责从一大堆粒子中分离挑选出目标元素。”
等离子体，四极杆滤质器，这两个名堂林月以前听都没听说过，一时不知所云。
小扭蛋跟着耐心解释给她听：
“所谓等离子体嘛，也称“电浆体”，是一种以自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为固、液、气之外，物质的第四态，即电离了的“气体”，呈现出高度激发的不稳定态。
“在水陆球上，等离子体物质远比固体、液体、气体物质少。但在宇宙中，等离子体是物质存在的主要形式，占宇宙中物质总量的99%以上，如恒星、星际物质以及行星周围的电离层等，都是等离子体。
“至于初心实验室那台，电感耦合等离子体质谱仪，它先是由石英管道引入氩气，然后启动高压放电装置，让氩气电离，进入高频感应圈。
“线圈的交变磁场和产生的巨大热能，使高速运动的电子、离子，以及处于基态的氖原子反复发生猛烈碰撞，形成一个类似线圈状的等离子体炬区面，温度可高达6000～10000K……”
“哇！温度这么高！那仪器怎么承受得起啊。”林月着实震惊，不由得打断了小扭蛋，就算换算成摄氏度也依然是大好几千的高温啊。
“你以为，它那腔体里面是镀黄金的，周围配有相应的隔断冷却措施，比如通入惰性气体和冷却循环水之类的，总体技术要求非常高。这都还没涉及到人家的关键技术难点呢。”
林月吐了吐舌头，想起来平时在大操作室就听他们一些检测员议论过，虽然这些大型精密仪器明夏国内也能实现自主生产了，但规模有限，性能方面也有点差强人意，所以很多时候还是依赖进口。
“那关键的技术难点在于？”
“四极杆滤质器，它才是分离元素的关键，由四根圆柱形金属杆平行放置组成，对角的极杆两两连接，构成两组电极。
“其中一组极杆连接上正直流电压并叠加正弦射频电压，另一组连接负直流电压并叠加正弦射频电压，于是四根极杆所围成的区域便产生双曲线形电场。
“样品气溶胶经过“等离子体”后，成为带电离子，接着穿过四极杆之间的空隙，也就是四级杆围成的双曲线型电场中，其运动轨迹会受到电场的束缚作用。
“通过调整射频工作频率、直流电压和射频电压等参数的大小，即能控制选定的“目标离子”稳定通过四极滤质器；其它“非目标离子”则会撞到极杆表面上被吸滤掉，达到清除杂质的目的。”
“四根圆柱形金属杆？这个很难生产吗？”林月乍一听感觉结构挺简单的。
“你以为圆柱形就容易加工啦？想当然，要保证在真空环境下有足够的机械强度和刚度，不能有任何一丝丝细小的裂缝，且圆度要求起码优于2微米，可不是哪个国家都能随便生产出来的。”
“哦哦，那你体内的四级杆，还有那台电感耦合等离子体质谱仪内部的四级杆，圆度是多少微米啊？”
“哼，那台质谱仪，我看说明书上写着是凌国生产的，才达到0.7微米，我里面这个可是达到了0.01微米的。”
“哇！这么厉害！”
“那是！嗯……然后来说说把物质分解成原子。假设我们主要想收集硅元素。”
小扭蛋在白纸上横过去画了几个方框，方框间用从左到右的箭头相连，方框里面依次填上：样品溶液，雾化室，等离子体，四极杆滤质器，离子检测器，填完之后开始解释大致流程：
比如包含硅酸钠、硝酸、铅、铬等物质的样品溶液，先进入雾化室，被打散成气溶胶；
气溶胶经过“等离子体”区域，高温气化，同时电离成离子；
不同“质荷比”的离子进入“四极杆滤质器”，通过改变直流和射频交流电压，来控制“目标离子”硅稳定通过“四极杆”间的空隙，顺利进入下一个环节，其余“非目标离子”，比如钠，铅和铬等则会撞到“四极杆”上被吸滤掉，从而达到分离、收集硅元素的目的。
“哦……”林月目不转睛地盯着流程图，下巴摇动着，大致听懂了这一部分，又接着打听下一步，“那你正式打印的时候呢？是怎么做到，把离子、原子都准确无误地堆放到它们应该出现的位置上？”
小扭蛋把笔芯放在纸上，盘腿坐到桌面说：“你猜？”
“我……”林月心想说我怎么猜得到，“你还是直接说吧，不然我猜来猜去猜不对，也是白费力气。”
“嗯……”小扭蛋一手抱胸一手摸着下巴，望向别处，“我想想该怎么跟你解释比较好。”
林月循着小扭蛋的目光望去，看见一只小蜜蜂正趴在窗玻璃上，不过稍后小扭蛋目光又移开了，转而盯着天花板上的圆形吸顶LED灯思考。
林月没有打扰它，过了好一会儿小扭蛋才再次拿起笔芯，在白纸上画一束平行向右的箭头，表示电场E，然后又在平面内画上许多的叉叉，表示磁场B，问林月，“这个你熟悉吧？”
“哦！”林月马上反应过来，“你意思是通过互相垂直的电场和磁场，来控制离子的偏转半径？”
“没错。”
“可是这么多离子，不会乱吗？”
小扭蛋把空间划分为不同的象限，示意把操作空间分成几个区域，然后在顶头画一个类似莲蓬头一样的设置：“多枪头的离子枪发射高速离子，通过改变高频电场和磁场的强度大小、方向等，便可以操控离子准确到达靶位。”说完小扭蛋就把笔芯放下了。
林月感觉先了解这么多也差不过了，便没有继续深入追问。
作者有话说
第136章 小扭蛋的内部运作机理
