DE10120336A1

DE10120336A1 - Ionenmobilitätsspektrometer mit nicht-radioaktiver Ionenquelle

Info

Publication number: DE10120336A1
Application number: DE10120336A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ruediger Doering
Original assignee: Bruker Saxonia Analytik GmbH
Current assignee: Bruker Optics GmbH and Co KG
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: US6586729B2; GB2378813B; DE10120336C2; GB2378813A; GB0209501D0; US20020185593A1

Abstract

Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) mit einer nicht-radioaktiven Elektronenquelle in einer evakuierten Kammer, die durch ein Röntgenfenster von der Reaktionskammer des IMS getrennt ist. Mikroprozessorgesteuert werden die Ströme in der Elektronenquellenkammer erfasst. Bei Überschreiten eines maximal zulässigen Restgasdrucks wird die Elektronenquelle automatisch abgeschaltet und ein Getterprozess aktiviert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) mit einer evakuierten Elektronenquellenkammer, die eine nicht-radioaktive Elektronenquelle, die an den negativen Pol einer Beschleunigungsspannungsquelle angeschlossen ist, enthält sowie eine Röntgenanode, die mit dem positiven Pol der Beschleunigungsspannungsquelle verbunden ist, derart dass in der Röntgenanode durch auftreffende Elektronen erzeugte Röntgenstrahlung durch ein gasdichtes und für die Elektronen der Elektronenquelle undurchlässiges Röntgenfenster in eine angrenzende Reaktionskammer des IMS gelangt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines solchen IMS.
Ein derartiges IMS bzw. Verfahren ist bekannt aus der deutschen Patentschrift DE 199 33 650 C1, auf die hiermit vollinhaltlich bezug genommen wird.
Die Elektronenquelle eines solchen IMS muss im Vakuum betrieben werden. Um einen sicheren und langlebigen Betrieb zu gewährleisten, sind dabei Drücke kleiner als 10^-3 besser kleiner als 10^-5 mbar anzustreben und zu halten, zumindest muss jedoch der Messbetrieb unterbrochen werden, wenn ein maximal zulässiger Druck überschritten ist. Aus Gründen der sehr begrenzten Versorgungsenergie will man im Dauerbetrieb keine Vakuumpumpe betreiben. Das Volumen der Elektronenquellenkammer ist sehr klein und wegen der elektrischen Vakuumdurchführungen, insbesondere jedoch wegen des sehr dünnen Röntgenfensters hat man unvermeidbare, wenn auch sehr geringe, Leckraten. Zudem besteht immer die Gefahr des unvermittelten Auftretens eines zusätzlichen Mikrolecks. Es besteht daher der Bedarf nach einer Elektronenquelle, die unter diesen erschwerten Bedingungen dennoch einen sicheren Betrieb des IMS gestattet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, zwischen der Elektronenquelle und der Anode eine Steuerelektrode, insbesondere ein Wehneltzylinder, vorgesehen ist und der Anodenstrom über die Spannung an der Steuerelektrode regelbar ist sowie eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, mit der im Betrieb der Anodenstrom zwischen dem positiven und negativen Pol überwacht wird und eine Sicherheitsschaltung, die die Elektronenquelle notabschaltet, wenn ein Fehlstrom zwischen Anode und der Steuerelektrode einen vorgegebenen Grenzwert, insbesondere im Bereich zwischen 1 nA und 1 µA, überschreitet.
Die Steuerelektrode, die sich im Betrieb auf einem negativeren Potential als die Kathode befindet, hat primär die Aufgabe, die Intensität des Anodenstroms zu steuern. Sie kann jedoch zusätzlich dazu benutzt werden, den unerwünschten Ionenstrom zu messen, der aufgrund der ionisierten Hintergrundmoleküle auftritt. Er ist ein Maß für den Restgasdruck im Vakuum der Elektronenquellenkammer.
Vorzugsweise sind in der Elektronenquellenkammer eine oder mehrere mit elektrischen Heizzuleitungen versehene Getterperlen vorgesehen. Beim thermischen Aktivieren einer dieser Getterperlen absorbiert diese Moleküle des Restgases, die mit ihr durch Diffusion in Kontakt kommen und verbessert so das Vakuum. Auf diese Weise kann durch jede Perle das Vakuum i. a. in vielen Einzelschritten mehrere Male wieder verbessert werden. Insgesamt können pro Perle mehrere Liter aufgenommen werden.
Zusätzlich können die Getterperlen auf ein negatives Potential gelegt werden. Dadurch werden Elektronen abgestoßen und positive Restgasionen angezogen.
In einer Ausführungsform besitzt das IMS eine Elektronenquelle in Form einer elektrisch heizbaren Glühkathode und der Anodenstrom ist über die Heizleistung der Glühkathode regelbar. Damit kann der Anodenstrom in weiten Bereichen verändert werden. Insbesondere kann er ggf. kurzzeitig deutlich erhöht werden um die Empfindlichkeit der Messung zu steigern.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Elektronenquelle einen Kaltemitter und der Anodenstrom ist (nur) über die das Potential der Steuerelektrode regelbar. Im Gegensatz zu Glühkathoden hat die neue Kaltemittertechnologie den Vorteil des geringeren Energieverbrauchs und der längeren Haltbarkeit. Allerdings ist sie noch nicht so ausgereift. Insbesondere die Oberflächenstruktur des Kaltemitters bietet noch viele Möglichkeiten der Anpassung an das konkrete Problem und der Optimierung.
Vorzugsweise liegt das Potential des Kaltemitters bezüglich der Steuerelektrode zwischen +5 und +50 V. In diesem Bereich lässt sich über die Variation des Steuerelektrodenpotentials der Anodenstrom besonders gut einstellen.
Unabhängig von den o. g. Ausführungsformen ist es vorteilhaft, dass eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, die bei Überschreitung eines Schwellwertes des Fehlstroms, insbesondere im Bereich zwischen 1 nA und 1 µA, den IMS-Betrieb für eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere zwischen 5 und 15 min unterbricht und die Getterheizung einschaltet. Es hat sich gezeigt, dass bei der vollen Ausnutzung des Druckbereichs, in dem ein sicherer Betrieb gewährleistet ist, d. h. bei einer Abschaltung bei einem Fehlstrom von etwa 1 µA, das IMS nach dem anschließenden Gettern u. U. mehrere Stunden benötigt, um wieder in einen optimalen Betriebszustand zu kommen. In dieser Zeit könnte der Anodenstrom, z. B. durch Erhöhen der Heizleistung der Glühkathode, angehoben werden, um für ausreichende Empfindlichkeit zu sorgen. Bevorzugt ist jedoch, bereits bei einem deutlich niedrigeren als dem maximal zulässigen Druck, z. B. bei einem Fehlstrom im Bereich von 1 bis 10 nA, die Getterung durchzuführen, wobei der Betrieb des IMS nicht unterbrochen werden muss.
Es ist vorteilhaft, im Betrieb des IMS den Anodenstrom auf einen Sollwert zu regeln, insbesondere im Bereich zwischen 1 und 500 µA, und diesen Wert über die Steuerspannung bzw. ggf. die Heizung der Glühkathode zu halten. Dabei werden Spektren bei gleichbleibender Empfindlichkeit erzeugt, die gut miteinander vergleichbar sind.
Bei der Inbetriebnahme bzw. Wiederinbetriebnahme des IMS nach dem Gettern oder nach Wartungsarbeiten sollte der Anodenstrom unter Beachtung eines maximal zulässigen Fehlstroms langsam, insbesondere innerhalb einer Zeit zwischen 1 und 10 min auf den Sollwert geregelt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Gerät nicht unvermittelt in einen Betriebszustand gelangen kann, der die Elektronenquelle beschädigt.
Im Fall der Glühkathode kann in den Heizstromkreis ein Thermistor, insbesondere vom TNA-Typ, eingebaut werde, so dass der Heizstrom nur langsam ansteigen kann, da der Ohmsche Widerstand des Thermistors zunächst groß ist und erst mit andauernder Strombelastung durch die damit verbundene Erwärmung des Thermistors langsam abnimmt, wodurch der Heizstrom kontinuierlich bis zum Gleichgewichtswert zunimmt. Selbstverständlich kann auch bei Anwesenheit des Thermistors der Anodenstrom nach wie vor auch über die Heizleistung geregelt werden. Er begrenzt nur hardwaremäßig die Geschwindigkeit des Heizstromanstiegs.
Bevorzugt ist das Gehäuse des Elektronenquellenraums vorwiegend aus Metall, insbesondere aus Edelstahl. Ein Glasgehäuse ist zwar bezüglich der Vakuumdichtigkeit und des Ausgasens die bessere Lösung, allerdings ist ein Metallgehäuse bei weitem einfacher und präziser zu fertigen und mit der Röntgenfensterhalterung und den anderen Komponenten des IMS zu verbinden. Durch die o. g. Massnahmen zur Verbesserung und Überwachung des Vakuums können diese Vorteile nun voll ausgeschöpft werden. Besonders bevorzugt sind metallische Materialien, insbesondere Edelstähle, die bezüglich ihres Ausgasverhaltens durch eine thermische, mechanische oder chemische Vorbehandlung insgesamt oder auf der Oberfläche optimiert sind.
Das Röntgenfenster besteht vorzugsweise aus Beryllium, insbesondere mit einer Dicke zwischen 10 µm und 100 µm und einem effektiven Durchmesser zwischen 3 mm und 20 mm. Das Metall Beryllium wird wegen seiner geringen Ordnungszahl traditionell als Fenstermaterial im Röntgenbereich eingesetzt. Bei den angegebenen Dicken bzw. Durchmessern ist eine mechanische Stabilität bei einem Druckunterschied von etwa einem Bar und die notwendige Vakuumdichtigkeit (gerade noch) gegeben.
In einer Ausführungsform ist die Anode im Elektronenquellenraum im Abstand vom Röntgenfenster angeordnet vorzugsweise derart, dass keine von der Elektronenquelle ausgehenden Elektronen das Röntgenfenster erreichen. Dies leistet beispielsweise eine Anordnung, bei der die Elektronen in Näherung parallel zur Trennwand auf die Anode beschleunigt werden, wo sie etwa unter 45° auftreffen und Röntgenstrahlung erzeugen (charakteristische Strahlung und/oder Bremsstrahlung). Nur die Röntgenstrahlung trifft auf das Röntgenfenster, das damit nicht durch Elektronen belastet wird.
Alternativ kann aber auch die Röntgenanode vakuumseitig als dünne Schicht von weniger als 500 nm auf das Röntgenfenster aufgebracht sein, wodurch von der Elektronenquelle her auftreffende Elektronen in dieser Metallschicht abgebremst werden und Röntgenstrahlung erzeugen, die auf der Gegenseite in das Röntgenfenster eintritt und dieses durchdringt. Die Metallschicht ist dabei vorzugsweise so dick, dass sie mindestens 7 Halbwertsdicken der von der Elektronenquelle eindringenden Elektronen umfasst, so dass praktisch keine Elektronen direkt das Röntgenfenster erreichen und die thermische Belastung durch die Leitfähigkeit der Metallschicht bereits deutlich gemildert ist. Andererseits sollte jedoch die Metallschicht so dünn sein, dass sie höchstens 2 Halbwertsdicken der erzeugten Röntgenstrahlung umfasst. Dadurch ist sichergestellt, dass noch hinreichend intensive Röntgenstrahlung durch das Röntgenfenster in die Reaktionskammer eindringt.
Das Anodenmaterial kann Metalle mit hoher Ordnungszahl umfassen, z. B. Wolfram, Gold, etc.. Dabei wird vorwiegend die Bremsstrahlung ausgenutzt. Es können jedoch auch leichte Elemente verwendet werden, z. B. Aluminium oder Magnesium, deren charakteristische Strahlung in einem recht günstigen Bereich liegt, so dass die Ionisierung der Luftbestandteile in der Reaktionskammer, vorwiegend Stickstoff und Sauerstoff, über ihre K-Schale bei Energien von etwa 400 bis 500 eV mit großem Wirkungsquerschnitt erfolgt.
Die Beschleunigungsspannung ist vorzugsweise kleiner als 5 kV. Diese Energien reichen aus, um Röntgenstrahlung zu erzeugen, die das Fenster durchdringt und in der Reaktionskammer in der Lage ist, entweder direkt oder über Photoelektronen (siehe DE 199 33 650 C1) zu ionisieren. Die Reichweite in Luft bei Atmosphärendruck ist weitgehend an die geometrischen Dimensionen der Reaktionskammer (Zentimeterbereich) angepasst. Weiterhin sind entsprechende Spannungen noch leicht und ohne extreme Sicherheitsvorkehrungen zu handhaben.
In einer Ausführungsform ist das Röntgenfenster, wie an sich ebenfalls aus der DE 199 33 650 C1 bekannt, durch ein Stützgitter mechanisch stabilisiert. Das Röntgenfenster kann dadurch dünner sein und/oder einen größeren nutzbaren Durchmesser aufweisen.
Besonders bevorzugt ist dabei, dass das Stützgitter vorwiegend auf der dem Vakuum abgewandten Seite angeordnet ist. Diese Anordnung widerspricht an sich der Anordnung, die am besten geeignet ist, die Druckdifferenz abzufangen und die auch z. B. in der DE 199 33 650 C1 offenbart ist. Ein Stützgitter auf der Vakuumseite hält das Fenster sicher gegen den Überdruck der Atmosphärenseite. Insofern erscheint es auf den ersten Blick widersinnig, das Gitter auf der "falschen" Seite anzubringen. Eine solche Anordnung verhindert je doch, dass das Stützgitter von den Elektronen der Elektronenquelle getroffen wird und dort weitgehend nutzlose Bremsstrahlung erzeugen. Außerdem würde sich in der Variante mit der auf das Röntgenfenster aufgebrachten Anode diese und das Stützgitters gegenseitig stören. Das Stützgitter auf der anderen Seite des Fensters hingegen kann sogar zur Erzeugung von Photoelektronen im Ionisationsraum ausgenutzt werden. Vorzugsweise wird das Stützgitter mit dem Röntgenfenster metallisch fest verbunden, so dass es trotz seiner an sich ungünstigen Position, das Fenster gegen den Überdruck hält und stabilisiert. Diese überraschende Anordnung des Stützgitters zwischen einem evakuierten Elektronenquellenraum und dem Reaktionsraum eines IMS in Alleinstellung ist Gegenstand einer parallelen Patentanmeldung derselben Anmelderin, die zeitgleich eingereicht wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können auch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Anwendung finden. Auf die eingangs genannte Patentschrift DE 199 33 650 C1 wird nochmals ausdrücklich vollinhaltlich bezug genommen. Insbesondere dienen die dortige ausführliche Beschreibung sowie die Zeichnungen und Tabellen auch dem Verständnis der vorliegenden Erfindung. Details der dortigen Ausführungsbeispiele lassen sich auf die vorliegende Erfindung übertragen.
Es zeigt:
Fig. 1 schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen IMS.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 schematisch (nicht maßstäblich) den Aufbau eines erfindungsgemäßen IMS 1 mit einer evakuierten Elektronenquellenkammer 2 und einer angrenzenden Reaktionskammer 7, an die sich nach einem Schaltgitter 22 eine Driftkammer 23 anschließt, an deren Ende sich ein Ionendetektor 21 befindet. Elektronenquellenkammer 2 und Reaktionskammer 7 sind durch ein vakuumdichtes Röntgenfenster 6 aus Beryllium mit einer Dicke von 25 µm und einem freien Durchmesser von 5 mm getrennt. Auf der Vakuumseite ist das Röntgenfenster 6 mit einer 100 nm dicken Aluminiumschicht 5 bedampft, die als Anode dient. Reaktionskammerseitig wird es durch ein wabenförmiges Stützgitter 20 aus Nickel gehalten. Die Maschenweite liegt bei 300 µm, die Transparenz bei 80% und die Dicke bei 50 µm. Das Nickelgitter 20 ist galvanisch auf das Berylliumfenster 6 aufgewachsen und damit fest mit diesem verbunden. Die Elektronenquellenkammer 2 hat ein Edelstahlgehäuse 19, das über einen Isolationsring 19a von der Anode 5 und der Fensterhalterung elektrisch getrennt ist. In ihr befindet sich als nicht-radioaktive Elektronenquelle eine Glühkathode 3, die über isolierte, vakuumdichte Durchführungen (nicht gezeigt) und einen Thermistor 18 an eine variable, elektronisch ansteuerbare Heizspannungsquelle 24 angeschlossen ist. Zwischen der Anode 5 und der Heizspannungsquelle 24 liegt im Betrieb eine Beschleunigungsspannung 4 von 1,8 kV. In den Beschleunigungsspannungskreis ist eine Schaltung 11 zur Überwachung des Anodenstroms 9 eingefügt. Zwischen der Glühkathode 3 und der Anode 5 befindet sich eine Steuerelektrode 8 in Form eines Wehnelt- Zylinders. Zwischen der Steuerelektrode 8 und der Heizspannungsquelle 24 liegt eine Spannungsquelle 10. Die Steuerelektrodenspannung wird über eine isolierte Durchführung 27 zugeführt und ist zwischen -5 und -50 V regelbar. Ein über die Steuerelektrode 8 abfließender Fehlstrom 13, der bspw. durch positive Restgasionen erzeugt wird, wird durch die Schaltung 17 erfasst. In der Elektronenquellenkammer 2 befindet sich weiterhin eine Getterperle 14, die über isolierte Durchführungen 15a, 15b mittels einer schaltbaren Spannungsquelle 16 beheizt werden kann. Eine Sicherheitsschaltung 12 in Form eines Mikroprozessors, regelt die Spannungsquellen 4, 10 und 24 in Abhängigkeit von der Größe der Signale der Schaltungen 11 und 17. Über Schalter 25 bzw. 26 werden vom Mikroprozessor 12 die Heiz ströme der Glühkathode 3 und der Getterperle 14 ein- bzw. ausgeschaltet.
Die Länge der Elektronenquellenkammer 2 liegt bei 50 mm, ihr Außendurchmesser bei 20 mm.
Mit Inbetriebnahme des IMS werden zunächst die Anodenspannung 4 und die Steuerspannung 10 angelegt. Danach wird mikroprozessorgesteuert und durch den Thermistor 18 gesichert die Glühkathode 3 aufgeheizt. Dadurch baut sich ein Anodenstrom 9 auf, dessen Größe über die Schaltung 11 vom Mikroprozessor 12 erfasst wird. Sollten sich in der evakuierten Elektronenquellenkammer 2 nennenswerte Restgasmengen befinden, so werden diese durch den Anodenstrom 9 teilweise in Ionen umgewandelt, es entsteht ein Fehlstrom 13, der zur Steuerelektrode 8 fließt und von der Schaltung 17 erfaßt und an den Mikroprozessor 12 gemeldet wird. Sollte dieser Fehlstrom 13 einen Schwellenwert von 10 nA überschreiten, dann wird der Schalter 26 geschlossen. Dadurch wird die Getterperle 14 für 10 Minuten aktiviert. Danach wird der Schalter 26 wieder geöffnet und die Inbetriebnahme wird fortgesetzt. Sollte während des Betriebs der Fehlstrom 13 den Schwellenwert erneut überschreiten, aktiviert der Mikroprozessor 12 die Getterperlenheizung wieder, wobei die IMS-Messung weiterläuft.
Sollte, z. B. nach langer Lagerzeit der evakuierten Elektronenquellenkammer, der Fehlstrom 0,1 bis 1 µA betragen, so schaltet der Mikroprozessor die Glühkathodenheizung über Schalter 25 ab und der Gettervorgang findet bei abgeschalteter Glühkathode 3 statt..
Die Betriebsweise des IMS ist für eine Reihe von Ausführungsbeispielen in der DE 199 33 650 C1 ausführlich beschrieben und soll hier nicht wiederholt werden.

Claims

1. Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) mit einer evakuierten Elektronenquellenkammer, die eine nicht-radioaktive Elektronenquelle, die an den negativen Pol einer Beschleunigungsspannungsquelle angeschlossen ist, enthält sowie eine Röntgenanode, die mit dem positiven Pol der Beschleunigungsspannungsquelle verbunden ist, derart dass in der Röntgenanode durch auftreffende Elektronen erzeugte Röntgenstrahlung durch ein gasdichtes und für die Elektronen der Elektronenquelle undurchlässiges Röntgenfenster in eine angrenzende Reaktionskammer des IMS gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektronenquelle und der Anode eine Steuerelektrode, insbesondere ein Wehneltzylinder, vorgesehen ist und der Anodenstrom über die Spannung an der Steuerelektrode regelbar ist sowie eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, mit der im Betrieb der Anodenstrom zwischen dem positiven und negativen Pol überwacht wird und eine Sicherheitsschaltung, die die Elektronenquelle notabschaltet, wenn ein Fehlstrom zwischen Anode und der Steuerelektrode einen vorgegebenen Grenzwert, insbesondere im Bereich zwischen 1 nA und 1 µA, überschreitet.

2. IMS nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Elektronenquellenkammer eine oder mehrere mit elektrischen Heizzuleitungen versehene Getterperlen vorgesehen sind.

3. IMS nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getterperlen auf ein negatives Potential gelegt werden können.

4. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronenquelle eine elektrisch heizbare Glühkathode umfasst und der Anodenstrom über die Heizleistung der Glühkathode regelbar ist.

5. IMS nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronenquelle einen Kaltemitter umfasst und der Anodenstrom über die das Potential der Steuerelektrode regelbar ist.

6. IMS nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential des Kaltemitters bezüglich der Steuerelektrode zwischen +5 V und der Beschleunigungsspannung beträgt, vorzugsweise zwischen 5 V und 50 V.

7. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, die bei Überschreitung eines Schwellwertes des Fehlstroms, insbesondere im Bereich zwischen 1 nA und 1 µA, den IMS- Betrieb für eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere zwischen 5 und 15 min unterbricht und die Getterheizung einschaltet.

8. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Anodenstrom auf einen Sollwert regelbar ist, insbesondere im Bereich zwischen 1 und 500 µA.

9. IMS nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Inbetriebnahme des IMS der Anodenstrom unter Beachtung eines maximal zulässigen Fehlstroms langsam, insbesondere innerhalb einer Zeit zwischen 1 und 10 min auf den Sollwert regelbar ist.

10. IMS nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Heizstromkreis der Glühkathode ein Thermistor, insbesondere vom TNA-Typ, eingebaut ist, so dass der Heizstrom nur langsam ansteigen kann.

11. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Elektronenquellenraums vorwiegend aus Metall, insbesondere aus Edelstahl besteht.

12. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenfenster aus Beryllium, insbesondere mit einer Dicke zwischen 10 µm und 100 µm und einem effektiven Durchmesser zwischen 3 mm und 20 mm besteht.

13. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode im Elektronenquellenraum im Abstand vom Röntgenfenster angeordnet ist.

14. IMS nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode vakuumseitig als dünne Schicht von weniger als 500 nm auf das Röntgenfenster aufgebracht ist.

15. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsspannung kleiner als 5 kV ist.

16. IMS nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenfenster durch ein Stützgitter mechanisch stabilisiert ist.

17. IMS nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgitter vorwiegend auf der dem Vakuum abgewandten Seite angeordnet ist.