DE68901731T2

DE68901731T2 - Massenspektrometer.

Info

Publication number: DE68901731T2
Application number: DE8989301548T
Authority: DE
Inventors: Raymond Clive Haines; Patrick James Turner
Original assignee: VG Instruments Group Ltd
Current assignee: Fisons Ltd
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2009-02-18
Also published as: EP0329461A2; JPH01296558A; GB8803837D0; DE68901731D1; EP0329461A3; US4943718A; EP0329461B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Massenspektrometer mit einer Elektronenstoß-Ionenquelle und insbesondere ein zur isotopen Analyse von gasförmigen Proben geeignetes Spektrometer.
Massenspektrometer mit Elektronenstoß-Ionisationsquellen zur Gasanalyse sind bekannt. Der gebräuchlichste als Nier-Quelle bekannte Typ umfaßt einen Ionisationsbereich mit im wesentlichen konstantem elektrostatischem Potential, das durch ein elektrisch leitendes Gitter oder eine elektrisch leitende feste Wand definiert ist. In diesem Bereich eingeleitete Probenmoleküle werden durch Kollision mit Elektronen in einem durch den Bereich verlaufenden Strahl ionisiert. Durch eine Öffnung in einer Ionenextraktionselektrode werden Probenionen mittels eines schwachen elektrostatischen Feldes zwischen dieser Elektrode und einer im Bereich angeordneten Ionenreflektorelektrode aus dem Bereich entnommen und danach durch ein starkes elektrostisches Feld zwischen der Ionenextraktionselektrode und einer zwischen dieser und dem Massenanalysator angeordneten "Quellenschlitz"-Elektrode auf die gewünschte kinetische Energie beschleunigt.
In einer derartigen Ionenquelle wird in konventioneller Weise ein zur Achse des Elektronenstrahls ausgerichtetes magnetisches Feld zur Ausrichtung des Strahls sowie zur Erhöhung der Anzahl von Elektronen erzeugt, welche Probenmoleküle wirksam ionisieren können, wodurch die Empfindlichkeit des Spektrometers erhöht wird. In konventioneller Weise wird weiterhin die Winkelaufspreizung des durch die Quelle erzeugten Ionenstrahls mittels einer ein Paar von Elektroden umfassenden Ausrichtanordnung begrenzt. Typischerweise ist eine dieser Elektroden die Quellenschlitzelektrode, während die andere (als α-Schlitzelektrode bekannt) zwischen der Quellenschlitzelektrode und dem Massenanalysator angeordnet ist.
Derartige Spektrometer besitzen jedoch den Nachteil von Massenunterscheidungseffekten, welche dazu führen, daß das Spektrometer unterschiedliche Empfindlichkeiten für Ionen unterschiedlicher Massen-Lade-Verhältnisse besitzt. Dieses seit Jahren bestehende Problem ist speziell akut, wenn genaue Isotopenverhältnismessungen durchgeführt werden sollen. Dazu wird beispielsweise auf Coggeshall, J. Chem. Phys. 1944, Vol 12(1) Seiten 19 bis 23, Schaeffer, J. Chem. Phys. 1950, Vol 18, Seiten 1681-2, Schulz, Drost und Klotz, Expl. Tech. Phys. 1968, Vol 16(1) Seiten 16-22 und Hohenberg, Rev. Sci. Instrum, 1980, Vol 51(8) Seiten 1075-82 hingewiesen.
Das Problem der Massenunterscheidung ist sehr intensiv untersucht worden und es sind dafür mehrere unterschiedliche Gründe angegeben worden. Einer der wichtigsten Gründe ist der Effekt eines Magnetfeldes auf die Ionenquelle, und zwar entweder aufgrund des Streufeldes eines benachbarten Magnetsektor-Massenanalysators oder des im Ionisationsbereich erzeugten Feldes zur Ausrichtung des Elektronenstrahls. Ein derartiges Feld bewirkt, daß unterschiedliche Ionen um unterschiedliche Beträge aus ihren richtigen Bahnen abgelenkt werden, so daß sonst übertragene Ionen am nachfolgend angeordneten Schlitz verloren gehen. Zwar behauptet Werner (J. Phys. E., 1974, Vol 7(2) Seiten 15-21), daß der Effekt des Quellenmagnetfeldes im Vergleich zu anderen Faktoren vernachlässigbar ist; dies ist jedoch bei Isotopenverhältnis- Massenspektrometern nicht der Fall. Hohenberg (siehe oben) empfiehlt daher die Verwendung einer Bau-Signerquelle (welche kein Magnetfeld verwendet), um dieses Problem zu vermeiden. Baur-Signer-Quellen besitzen jedoch den Nachteil, daß sie nicht so empfindlich wie Nier-Quellen sind; in jedem Fall sind sie jedoch aufwendiger und teurer in der Herstellung.
Im Falle der sich durch ein Streufeld eines Massenanalysatormagneten ergebenden Massenunterscheidung haben mehrere Autoren in Betracht gezogen, daß der Effekt durch Einpassen von magnetischen Abschirmungen um die Quelle oder im Falle eines Spektrometers zur Analyse fester Proben durch Laserbeschuß usw. längs der gesamten ionenoptischen Achse von der Probenoberfläche bis zum Magnetsektoranalysator einzupassen. Dazu wird beispielsweise auf Mel'tsina, Nechaeva und Tsymberov, Sov. Phys. Tech. Phys. 1976, Vol 26(6) Seiten 759-60 und Belousov- Zhurnal Anal. Khim, 1985, Vol 40(6) Seiten 990-5 hingewiesen. Eine derartige Lösung ist offensichtlich jedoch nicht als Maßnahme zur Reduzierung der durch Quellenmagnete selbst hervorgerufenen Massenunterscheidung geeignet, da das durch sie erzeugte Magnetfeld eine wesentliche Komponente der Ionenquelle ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, beispielsweise einer Nier-Ionenquelle anzugeben, bei dem die Ionenerzeugung durch einen magnetisch ausgerichteten Elektronenstrahl erfolgt und das im Vergleich zu bekannten Typen bessere Eigenschaften insbesondere im Hinblick auf die Massenunterscheidung aufgrund der in seine Ionenquelle eingepaßten Magneten besitzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, die zur Erzeugung eines Elektronenstrahls in ihr mit einer Elektronenemissionsquelle und einer Magnetanordnung versehen ist, einem Massenanalysator, einer ersten und zweiten Elektrodenanordnung, die um die ionenoptische Achse zwischen dem Elektronenstrahl und dem Massenanalysator angeordnet sind und zur Begrenzung der Winkeldifferenz des durch die Ionenquelle erzeugten Ionenstrahls zusammenarbeiten, und mit einer Magnetfeld-Abschirmanordnung zur Reduzierung des Magnetfeldes der Magnetfeldanordnung längs eines Teils der ionenoptischen Achse zwischen der ersten und zweiten Elektrodenanordnung vorgesehen.
Vorzugsweise ist die erste Elektrodenanordnung zwischen dem Elektronenstrahl und der zweiten Elektrodenanordnung und die Magnetfeld-Abschirmanordnung an der oder benachbart zur ersten Elektrodenanordnung angeordnet. Zweckmäßigerweise umfaßt die erste Elektrodenanordnung die Quellenschlitzelektrode, welche das Ende des elektrostatischen Feldes zur Beschleunigung der Ionen von der Ionenquelle definiert. Typischerweise kann die Quellenschlitzelektrode auch zur Definition des Querschnitts des sie durchlaufenden Ionenstrahls verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Magnetfeld-Abschirmanordnung so angeordnet, daß das durch die Magnetanordnung bedingte Magnetfeld längs wenigstens eines Teil der ionenoptischen Achse zwischen dem Elektronenstrahl und der ersten Elektrodenanordnung reduziert wird.
Auf diese Weise gewährt die Erfindung eine wesentliche Reduzierung der Massenunterscheidung an der zweiten Elektrodenanordnung (d.h. die α-Schlitzelektrode). Dies wird am zweckmäßigsten dadurch erreicht, daß die Magnetfeld-Abschirmanordnung so angeordnet ist, daß das Feld im Bereich der ersten Elektrodenanordnung (typischerweise die Quellenschlitzelektrode) reduziert wird, da sie in dieser Stellung die durch das Magnetfeld hervorgerufene Winkeländerung zwischen der ionenoptischen Achse und den Bahnen spezieller Ionen minimiert, wodurch der nachfolgende Verlust von Ionen reduziert wird, deren Bahnen unter einem zu großen Winkel durch die α-Schlitzelektrode verlaufen. Wird die Abschirmanordnung weiterhin so angeordnet, daß das Magnetfeld zwischen dem Elektronenstrahl und der ersten Elektrodenanordnung (d.h. die Quellenschlitzelektrode) reduziert wird, so kann die Massenunterscheidung an diesem Schlitz ebenfalls reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Magnetfeld- Abschirmanordnung einen in einem ferromagnetischen Material ausgebildeten langgestreckten Kanal, durch den der Ionenstrahl zum Massenanalysator verläuft. Zweckmäßigerweise kann dieser Kanal an der Quellenschlitzelektrode beginnen und zur α-Schlitzelektrode verlaufen und auch die Quellenschlitzelektrode selbst umfassen.
In einer abgewandelten bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Magnetfeld-Abschirmanordnung ein plattenförmiges Element aus ferromagnetischem Material, das in einer Ebene senkrecht zur ionenoptischen Achse verläuft und mit einer Öffnung versehen ist, durch die Ionen zum Massenanalysator laufen. In dieser Ausführungsform wird das Magnetfeld aufgrund des Nebenschlußeffektes der Abschirmanordnung auf der von der Magnetanordnung abgewandten Seite der Abschirmanordnung wesentlich reduziert.
Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die durch die Magnetanordnung in der Quelle hervorgerufene Massenunterscheidung wesentlich reduziert, wenn nicht vollständig eliminiert werden kann, während die Vorteile des magnetisch ausgerichteten Elektronenstrahls im Ionisationsbereich beibehalten bleiben. Offensichtlich führt der Nebenschluß der Abschirmanordnung zu einer Reduzierung der Wirksamkeit einer derartigen Ausrichtung, wenn sich die Abschirmanordnung zu nahe an den Elektronenstrahl heran erstreckt; die Erfinder haben jedoch gefunden, daß die Anordnung der Abschirmanordnung nicht speziell kritisch ist und daß die korrekte Stellung für jede spezielle Ionenquelle in einfacher Weise experimentell gefunden werden kann. Beginnt sie zu nahe am Elektronenstrahl, so sind bei der Realisierung eines stabilen gerichteten Elektronenstrahls Schwierigkeiten zu erwarten; beginnt sie zu weit entfernt vom Elektronenstrahl, so werden die Massenunterscheidungseffekte nicht wesentlich reduziert.
Zwischen der Ionenextraktionselektrode der Ionenquelle und der Quellenschlitzelektrode kann auch eine Magnetfeld-Abschirmanordnung beispielsweise in Form eines oder mehrerer kurzer Abschnitte, typischerweise kurzer Rohre aus ferromagnetischem Material vorgesehen werden, welche je nach Bedarf zwischen den Elektroden angeordnet sind. Diese Abschnitte werden zweckmäßigerweise auf geeigneten elektrischen Potentialen gehalten, die so gewählt sind, daß eine Interferenz mit dem in diesem Bereich vorhandenen elektrostatischen Feld vermieden wird.
Zusätzlich oder alternativ können die Elektroden selbst zur Realisierung der magnetischen Abschirmung dienen. Da das die Massenunterscheidung bedingende Magnetfeld parallel zum Elektronenstrahl verläuft, ist es möglich, in der Abschirmanordnung parallel zu dieser Achse einen schmalen Spalt vorzusehen, ohne deren Wirksamkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Damit wird es möglich, die konventionell zur Lenkung des Ionenstrahls längs der Massendispersionsachse verwendeten "Halbplatten"-Elektroden im Bedarfsfall zur magnetischen Abschirmung heranzuziehen.
Vorzugsweise wird die Magnetfeld-Abschirmanordnung aus einem ferromagnetischen Material geringer Remanenz, wie beispielsweise Weicheisen, hergestellt. Das als "Low Moor"-Eisen bekannte Material ist insbesondere geeignet.
Wird eine langgestreckte Magnetfeld-Abschirmanordnung verwendet, so sollte sie sich vorzugsweise längs der ionenoptischen Achse bis zu einem Punkt erstrecken, an den das Feld von der Magnetanordnung (bei Fehlen der Abschirmung) klein genug ist, damit es keinen ins Gewicht fallenden Einfluß besitzt; sie sollte jedoch weit genug von dem Massenanalysator-Magnetfeld (falls vorhanden) entfernt sein, um eine Beeinträchtigung der Gleichförmigkeit dieses Feldes zu vermeiden. In praktischen Spektrometern ist dies wegen des Abstandes zwischen der Ionenquelle und dem Analysatormagneten leicht realisierbar. Für einen typischen Magnetsektoranalystor mit einem Radius von 12 oder 18 cm mit einer konventionellen Nier-Gasanalysatorquelle wird die Massenunterscheidung aufgrund der Quellenmagnete im wesentlichen durch eine Abschirmanordnung eliminiert, welche sich um etwa 5 oder 6 cm von der Quellenschlitzelektrode zum Massenanalysator hin erstreckt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß auch die Verwendung einer weit kürzeren Abschirmanordnung vorteilhaft ist, selbst wenn durch sie die Massenunterscheidung nicht vollständig eliminiert wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Massenspektrometers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Ionenquelle des Spektrometers nach Fig. 1 gesehen längs einer anderen Achse; und
Fgi. 3 einen Schnitt einer zur Verwendung im Spektrometer nach Fig. 1 geeeigneten Ionenquelle.
Gemäß den Figuren wird eine zur ionisierende Probe in einen Ionisationsbereich 1 eingeleitet, welcher teilweise durch eine Elektroneneintrittselektrode 2 und eine Ionenextraktionselektrode 3 definiert ist. Die Elektroneneintrittselektrode umfaßt eine Öffnung 4, durch die von einem Heizfaden 5 emittierte Elektronen in den Ionisationsbereich 1 eintreten. Magnetanordnungen 6 und 7, welche ein Paar von gemäß Fig. 2 angeordneten zylindrischen Permanentmagneten umfassen, erzeugen ein axiales Magnetfeld 8, das die Elektronen im Strahl 33 (Fig. 3) im Ionisationsbereich 1 ausrichtet.
Wenigstens eine der im Ionisationsbereich 1 vorhandenen Probenmoleküle werden durch die Elektronen im Strahl 33 ionisiert, wobei einige dieser so erzeugten Ionen in Form eines Ionenstrahls austreten, der zu einer durch eine Öffnung 9 in der Ionenextraktionselektrode 3 verlaufenden Ionenstrahlachse 10 ausgerichtet ist. Zwischen der Ionenextraktionelektrode 3, welche durch eine Beschleunigungsspannungsversorgung 12 auf hohem Potential gehalten wird, und einer geerdeten Quellenschlitzelektrode 11 (d.h. die erste Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung) wird ein ionenbeschleunigendes elektrostatisches Feld erzeugt. Dieses die ionenbeschleunigende Feld tritt auch in den Ionisationsbereich 1 ein und erhöht den Wirkungsgrad der Ionenextraktion durch die Öffnung 9. Der Divergenzwinkel der längs der Achse 10 wandernden Ionen wird durch die Ausrichtwirkung der Quellenschlitzelektrode 11 und der α-Schlitzelektrode 44 (d.h. die zweite Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung) beschränkt.
Zwischen den Elektroden 3 und 11 ist gemäß Fig. 1 ein Paar von Halbplattenelektroden 13 vorgesehen. Das mittlere Potential dieser Elektroden wird mittels einer einstellbaren Spannungsversorgung 14 auf einem Wert zwischen dem der Elektroden 3 und 11 gehalten. Die Spannungsversorgung 14 erzeugt weiterhin ein kleines einstellbares Differenzpotential zwischen den beiden das Paar bildenden Platten. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung des Ionenstrahls längs der y-Achse (wie durch das Koordinatenkreuz in Fig. 1 definiert).
Benachbart zur Quellenschlitzelektrode 11 ist in der dargestellten Weise eine einen geformten Block aus ferromagnetischem Material, beispielsweise "Low Moor" Eisen umfassende Magnetfeld-Abschirmanordnung 15 eingepaßt. Sie bildet einen langgestreckten Kanal 16, der zur Ionenstrahlachse 10 ausgerichtet ist und durch den die Ionen zum Magnetsektor-Massenanalysator 17 wandern. Diese Abschirmanordnung dient im wesentlichen zur Reduzierung des Magnetfeldes längs der Ionenachse 10 zwischen der Quellenschlitzelektrode 11 und der α- Schlitzelektrode 44. Ionen mit einem ausgewählten m/e-Verhältnis verlassen den Massenanalysator 17 längs einer Achse 18 und laufen durch einen Sammelschlitz 19, um in konventioneller Weise durch einen Ionendetektor 20 detektiert zu werden.
Gemäß Fig. 3 ist ein aus rostfreiem Stahl hergestelltes vakuumdichtes zylindrisches Gehäuse 27 mit einer Evakuierungsöffnung 28 versehen. Die Enden des Gehäuses 27 sind durch einen Quellenmontageflansch 29 und einen Flugrohr- Montageflansch 30 verschlossen, wobei beide Flansche mittels Kupferdichtungen (beispielsweise 31) dicht am Gehäuse 27 angebracht sind. Am Flansch 30 ist in der dargestellten Weise ein Flugrohr 32 angebracht, das zwischen den Polen des Massenanalysatormagneten (17, Fig. 1) verläuft. Eine (in Fig. 3 nicht dargestellte) α-Schlitzelektrode 44 ist in das Flugrohr 32 eingepaßt. Der Ionisationsbereich 1 umfaßt eine rechteckförmige Ausnehmung in einem Ionisationsblock 21, von dem eine Wand die Elektroneneintrittselektrode 2 bildet. Die Ausnehmung ist durch die Ionenextraktionselektrode 3 verschlossen, welche in der dargestellten Weise eine dünne Platte umfaßt, in der die Öffnung 9 ausgebildet ist. An zwei Fadenhalterungen 22, welche in einen isolierten Fadenträgerblock 23 eingegossen sind, ist ein Heizfaden 5 angeschweißt.
An einem isolierten Block 25 ist in entsprechender Weise eine Elektronenfangelektrode 24 gehaltert, während in der Wand des Blocks 21 gegenüber der Öffnung 4 eine Öffnung 26 vorgesehen ist, welche das Auftreffen des Elektronenstrahls 33 auf die Fangelektrode 24 ermöglicht. Der durch den Faden 5 fließende Strom wird durch einen (nicht dargestellten) Regler gesteuert, der als Funktion des von der Elektrode 24 fließenden Stroms ein Steuersignal aufnimmt, um den Elektronenstrom im Strahl 33 im wesentlichen konstant zu halten.
Der Ionisationsblock 21 ist auf vier Keramikstäben 34 an einer am Flansch 29 befestigten Montageklammer 35 gelagert. Rohrförmige Keramikisolatoren 36 dienen in der dargestellten Weise zur Abstandseinstellung des Blocks 21 von der Klammer 35. Die Halbplattenelektroden 13 und die Quellenschlitzelektrode 11 sind ebenfalls auf Stäben 34 gelagert und durch rohrförmige Isolatoren in der dargestellten Weise beabstandet gehalten. Sicherungsbügel (beispielsweise 37), welche in in die Stäbe 34 geschnittene Nuten angeordnet sind, dienen zur Sicherung der gesamten Ionenquellenanordnung. Elektrische Verbindungen zu den Quellenelektroden erfolgen über Durchführungen 41, welche in der dargestellten Weise im Flansch 29 montiert sind.
Mittels einer isolierten Durchführungsanordnung 39 ist im Ionisationsblock 21 und im Ionisationsbereich 1 eine Ionenreflektorelektrode 38 montiert. Sie wird auf einem einstellbaren Potential gehalten, das nahe am Potential der Kammer 21 liegt, und dient zur Änderung des Extraktionsfeldes innerhalb des Bereichs 1 wie in einer konventionellen Nier-Quelle.
In den Wänden des Blocks 21 sind zwei Löcher 40 vorgesehen, durch die Probengas in das Gehäuse 27 zum Eintritt in den Ionisationsbereich 1 eingeleitet werden kann.
Die magnetische Ausrichtung des Elektronenstrahls 33 erfolgt durch die Magnetanordnungen 6 und 7, welche zwei zylindrische Permanentmagneten umfaßt, die in am Äußeren des Blocks 21 befestigten Klammern montiert sind. Sie besitzen die in Fig. 2 angegebenen Polaritäten und erzeugen ein Magnetfeld 8 (Fig. 1 und 2) , das im wesentlichen zum Elektronenstrahl 33 ausgerichtet ist.
Eine aus ferromagnetischem Material hergestellte Magnetfeld- Abschirmanordnung 15 ist zwischen der Quellenschlitzelektrode 11 und dem Flugrohr 32 gemäß Fig. 3 angeordnet und umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Stab aus Weicheisen, welcher einen langgestreckten Kanal 16 enthält, durch den die Ionen in das Flugrohr 32 laufen. Das von der Elektrode 11 abgewandte Ende der Abschirmanordnung ist so geformt, daß es in der in Fig. 1 dargestellten Weise in das Flugrohr 32 eingepaßt ist. Die Abschirmanordnung wird durch den durch die geerdete Elektrode 11 auf sie ausgeübten geringen Druck in ihrer Lage gehalten. Aufgrund ihres Kontaktes mit der Elektrode 11 und dem Flugrohr 32 wird die Abschirmanordnung 15 auf Erdpotential gehalten.
Ist zwischen den Elektroden 3 und 11 eine zusätzliche (oder alternative) Abschirmung vorgesehen, so kann diese beispielsweise ferromagnetische Abschirmabschnitte umfassen, welche auf den zwischen den Elektroden angeordneten Stäben 34 montiert sind. Diese Abschnitte, welche typischerweise Ringe aus ferromagnetischem Material sind, können im Bedarfsfall mit den Elektroden selbst kombiniert werden, wie dies beispielsweise bei 42 in Fig. 1 dargestellt ist. Ersichtlich müssen die Abschirmabschnitte in diesem Bereich auf einem Potential gehalten werden, das an ihre Lage im elektrostatischen Feld zwischen den Elektroden 3 und 11 angepaßt ist.
Im Falle eines erfindungsgemäßen Spektrometers, in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung ein plattenförmiges Element umfaßt, kann dies zweckmäßigerweise durch Einpassen einer ferromagnetischen Abschirmplatte an einer geeigneten Stelle auf den Stäben 34 oder durch Erstreckung einer der Elektroden wenigstens in Richtung der Elektronenachse realisiert werden. Beispielsweise kann die Quellenschlitzelektrode 11 ein plattenförmiges Element aus ferromagnetischem Material mit einer Dicke von 1 bis 2 mm umfassen, das wie bei 43 (Fig. 3) dargestellt verläuft. Die Öffnung, durch welche die Ionen laufen, sollte vorzugsweise in dünnem Material vorgesehen sein, das durch Punktschweißen auf einem größeren Loch in der Elektrode selbst vorgesehen ist. Ein derartiger Aufbau wird gewöhnlich für die Herstellung dünner Linsenelektroden zur Verwendung in Massenspektrometern angewendet.

Claims

1 Massenspektrometer mit einer. Ionenquelle (1), die zur Erzeugung eines Elektronenstrahls (33) in ihr mit einer Elektronenemissionsquelle (5) und einer Magnetanordnung (6, 7) versehen ist, einem Massenanalysator (17), einer ersten und zweiten Elektrodenanordnung (11, 44), die um die ionenoptische Achse (10) zwischen dem Elektronenstrahl (33) und dem Massenanalysator (17) angeordnet sind und zur Begrenzung der Winkeldivergenz des durch die Ionenquelle erzeugten Ionenstrahls zusammenarbeiten, und mit einer Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) zur Reduzierung des Magnetfeldes der Magnetfeldanordnung längs eines Teils der ionenoptischen Achse zwischen der ersten und zweiten Elektrodenanordnung.

2. Massenspektrometer nach Anspruch 1, in dem die erste Elektrodenanordnung (11) zwischen dem Elektronenstrahl (33) und der zweiten Elektrodenanordnung (44) und die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) an der oder benachbart zur ersten Elektrodenanordnung angeordnet sind.

3. Massenspektrometer nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die erste Elektrodenanordnung (11) zwischen dem Elektronenstrahl (33) und der zweiten Elektrodenanordnung (44) angeordnet ist und die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) so angeordnet ist, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung (6, 7) längs wenigstens eines Teils der ionenoptischen Achse (10) zwischen dem Elektronenstrahl (33) und der ersten Elektrodenanordnung (11) reduziert wird.

4. Massenspektrometer nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) einen in ferromagnetischem Material ausgebildeten langgestreckten Kanal (16) umfaßt, durch den der Ionenstrahl tritt.

5. Massenspektrometer nach Anspruch 4, in dem die erste Elektrodenanordnung (11) das Ende eines elektrostatischen Feldes zur Beschleunigung von Ionen von der Ionenquelle (1) definiert und in der das ferromagnetische Material an der ersten Elektrodenanordnung (11) beginnt und zur zweiten Elektrodenanordnung (44) verläuft.

6. Massenspektrometer nach den Ansprüchen 1 bis 3, in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) ein plattenförmiges Element (43) umfaßt, das in einer Ebene senkrecht zur ionenoptischen Achse (10) liegt und das mit einer Öffnung versehen ist, durch die Ionen zum Massenanalysator (17) hin treten.

7. Massenspektrometer nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) zum Elektronenstrahl (33) zu einem Punkt hin verläuft, über den hinaus ein stabilisierter ionisierender Elektronenstrahlstrom ausgewählter Größe nicht aufrechterhalten werden kann.

8. Massenspektrometer nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die erste Elektrodenanordnung (11) das Ende eines elektrostatischen Feldes zur Beschleunigung der Ionen von der Ionenquelle (1) definiert und in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) einen oder mehrere Abschnitte (42) aus ferromagnetischem Material umfaßt, welche auf ausgewählten elektrischen Potentialen gehalten werden und so angeordnet sind, daß das Magnetfeld der Magnetanordnung (6, 7) im Bereich des elektrostatischen Feldes reduziert wird.

9. Massenspektrometer nach Anspruch 8, in dem wenigstens einer der Abschnitte Elektroden (13) umfaßt, durch die der Ionenstrahl fokussierbar oder ablenkbar ist.

10. Massenspektrometer nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die Magnetfeld-Abschirmanordnung (15) aus ferromagnetischem Material geringer Remanenz hergestellt ist.