يعمل مطياف كتلة الهيليوم باستخدام مزيج من تقنيات الكهرومغناطيسية وتأين الغاز.
يتضمن الخطوات التالية:
يتم وضع العينة في غرفة مفرغة، ويتم إخلاء الغرفة لخلق بيئة منخفضة الضغط.
يتم إدخال غاز الهيليوم إلى الغرفة، وتتم إزالة أي جزيئات هواء موجودة، حيث أن الهيليوم هو الغاز الأساسي المستخدم في العملية.
ينبعث شعاع إلكتروني يصطدم بذرات الهيليوم الموجودة في الحجرة ويؤينها بإزالة إلكترون. وهذا يخلق تيارًا من أيونات الهيليوم الإيجابية.
يتم تسريع الأيونات بواسطة مجال كهربائي، مما يجعلها تتحرك نحو الكاشف.
تمر الأيونات عبر مجال مغناطيسي تم إنشاؤه بواسطة مغناطيس كهربائي. يؤدي المجال المغناطيسي إلى اتباع الأيونات مسارًا منحنيًا بسبب قوة لورنتز.
يتم تحديد انحناء المسار الأيوني من خلال نسبة الكتلة إلى الشحنة. سوف تنحني الأيونات الأخف وزنًا ذات نسب الشحن إلى الكتلة الأعلى بشكل أكبر، في حين أن الأيونات الأثقل ذات نسب الشحن إلى الكتلة الأقل سوف تنحني بشكل أقل.
يقوم الكاشف الموجود في نهاية مسار الأيونات بتسجيل الأيونات، وقياس وقت وصولها وكثافتها.
ومن خلال تحليل أوقات وصول الأيونات وكثافتها، يمكن تحديد كتلة وتركيز الهيليوم في العينة.
باختصار، أ مطياف كتلة الهيليوم يستخدم تقنيات التأين والتسارع والانحراف المغناطيسي والكشف لقياس كتلة وتركيز الهيليوم، مما يجعله مفيدًا لتطبيقات مختلفة مثل اكتشاف التسرب وتحليل الغاز.