유도결합플라스마 발광광도법 [ Inductively Coupled Plasma; ICP 분석법]

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유도결합플라스마 발광광도법 [ Inductively Coupled Plasma; ICP 분석법]
유도결합플라스마 발광광도법 ( Inductively Coupled Plasma(ICP))

원리 및 적용범위
시료를 고주파유도코일에 의하여 형성된 알곤 플라스마에 도입하여 6,000~8,000oK 에서 원자가 바닥상태로 이동할 때 방출하는 발광선 및 발광강도를 측정하여 원소의 정성 및 정량분석에 이용하는 방법이다.

1. 개 요
ICP는 알곤가스를 플라스마 가스로 사용하여 수정발진식 고주파발생기로 부터 발생된 주파수 27.13 ㎒ 영역에서 유도코일에 의하여 플라스마를 발생시킨다. ICP의 토치( Torch )는 3중으로 된 석영관이 이용되며 제일 안쪽으로는 시료가 운반가스( 알곤, 0.4～2 L/min )와 함께 흐르며, 가운데 관으로는 보조가스( 알곤, 플라스마가스, 0.5～2 L/min ), 제일 바깥쪽 관에는 냉각가스( 알곤, 10～20 L/min )가 도입되는데 토치의 상단부분에는 물을 순환시켜 냉각시키는 유도코일이 감겨 있다. 이 유도코일을 통하여 고주파를 가해주면 고주파가 알곤가스 매체 중에 유도되어 플라스마를 형성하게 되는데 이때 테슬라코일에 의하여 방전하면 알곤가스의 일부가 전리되어 플라스마가 점등한다. 방전시에 생성되는 전자는 고주파 전류가 유도코일을 흐를 때 발생하는 자기장에 의하여 가속되어 주위의 알곤가스와 충돌하여 이온화되고 새로운 전자와 알곤이온을 생성한다. 이와같이 생성된 전자는 다시 알곤가스를 전리하여 전자의 증식작용을 하므로서 전자밀도가 대단히 큰 플라스마 상태를 유지하게 된다. 알곤플라스마는 토치 위에 불꽃형태( 직경 12～15 ㎜, 높이 약 30 ㎜ )로 생성되지만 온도, 전자 밀도가 가장 높은 영역은 중심축보다 약간 바깥쪽( 2～4 ㎜ )에 위치한다. 이와 같은 ICP의 구조는 중심에 저온, 저전자 밀도의 영역이 형성되어 도너츠 형태로 되는데 이 도너츠 모양의 구조가 ICP의 특징이다.
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