Теоретические основы и принципы практической реализации масс-спектрометрических комплексов для технологических, энергетических и медицинских применений

Целью исследования является разработка новых масс-спектрометрических методов и приборов для технологических, энергетических и медицинских применений. Описание задач, предлагаемых к решению, с указанием их научной новизны и значимости для развития соответствующего направления фундаментальных научных исследований и науке в целом:1.На основе разработки теоретических и экспериментальных принципов управления движением ионов с целью получения высокоэффективных электронно-оптических решений для развития масс-спектрометрических методов исследования вещества, использования общей теории движения заряженных частиц в радиочастотных электрических полях и исследование способов аналитического описания электрических и магнитных полей, однородных по Эйлеру и поведения траекторий заряженных частиц в них провести решение следующих конкретных ионно-оптических задач:•разработка методов расчета корректоров аберраций для статических и времяпролетных масс-спектрометров на основе секторных дефлекторов со сдвинутым осевым потенциалом.•получение новых аналитических формул для полей, однородных по Эйлеру, и новых ионно-оптические схем, использующие поля, однородные по Эйлеру, для развития возможностей статической масс-спектрометрии.•получение новых ионно-оптических решений для разработки квадрупольных масс-анализаторов с увеличенной разрешающей способностью, масс-фильтров и устройств транспортировки ионов.•разработка метода расчета трёхкскадных симметричных масс-анализаторов с коррекцией аберраций 2 порядка, в том числе для масс-анализаторов призменного типа 2.На основе разработки новых принципов конструирования масс-спектрометрических комплексов с использованием современных технологий, материалов и подходов к их обработке предложить инновационную линейку масс-спектрометрических приборов с высокими параметрами для нужд изотопного анализа в атомной энергетике.3.Разработать и экспериментально оптимизировать новый источник ионов с электрораспылением и ахроматической ионно-оптической системой фокусировки ионных пучков с большим разбросом по энергии для изотопного масс-спектрометрического анализа методом ЭРИАД.4.Провести моделирование работы затвора Бредбери-Нильсена и выявить особенности формирования выходного ионного импульса в зависимости от коэффициента подвижности ионов с учетом объемного заряда для улучшения параметров дрейф-спектрометров, в том числе – для нескольких пучков с разными коэффициентами подвижности. Установить оптимальные параметры затвора для получения максимальной разрешающей способности в этом случае - влияние запирающей разности потенциалов между соседними нитями затвора.5.Разработать новые масс-спектрометрические устройств ввода веществ в источник ионов масс-спектрометра при диагностике состояния организма по масс-спектрам выдыхаемых газов и по данным анализируемых тканей в реальном масштабе времени 6.Разработать алгоритмы и программно-технических средства для получения информационных признаков состояния организма по данным масс-спектрометрического анализа.