反应堆辐照后铪同位素质谱分析研究

铪常用作反应堆控制棒材料,在反应堆辐照下产生半衰期较短(42.39d)的181Hf和半衰期很长(9×106a)的182Hf.曾有报道采用热电离质谱(TIMS)对天然铪同位素[1,2]和利用加速器质谱(AMS)对182Hf同位素进行测量[3],但未见用热电离质谱测量181Hf与182Hf的报导.因此,用TIMS测量反应堆辐照后铪同位素的变化,对反应堆物理研究有重要意义.但铪的电离电位很高,用TIMS测量有一定难度.本工作拟研究铪的质谱测量条件,包括消除同量异位素182W对测量干扰的方法.     

外部环境变化对气动测量精度影响的实验研究

针对差压式气动测量在珩磨加工中的特点,建立了差压式气动测量的数学模型;运用能量守恒法,分解了测量气体的能量损失,建立了能量损失系数与喷出量流量系数的关系;运用数值分析法,分析了珩磨液在狭缝内的运动情况;通过实验测定了不同工况条件下影响因素对测量间隙的改变,用极差分析法找出了影响测量的主次因素。结果表明,在诸多外部环境影响因素中,温度为影响测量准确度的主要因素,并对针对主要因素的影响运用MATLAB建立了补偿模型,提高测量准确度。本研究为提高差压式气动测量在珩磨机床上测量的准确度,提高珩磨机发展水平和珩磨气动测量精度提供必要的理论依据和技术支持。     

多接收电感耦合等离子体质谱法测量钐同位素丰度

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)作为第三代等离子源质谱计在近年来得到了国内外质谱界的关注,它在同位素丰度比的测量中发挥着越来越重要的作用.虽然在测量精度方面已经可以和最先进的TIMS相媲美,而由于干扰因素过多,系统偏差较大,使人们对它的测量准确性存在着诸多的疑问[1,2].为研究MC-ICPMS在同位素丰度测量中系统偏差的校正及其可溯源性,本工作拟选用具有7个同位素的钐作为研究对象,采用高浓缩同位素混合的绝对测量法对其系统偏差进行校正,并与表面热电离质谱(TIMS)的测量结果进行比较.     

超声测沙仪研究

黄河水中含有大量泥沙是泥沙固体颗粒分散在液体中形成的混合物,称悬浮液.超声波在悬浮液的声速和声衰减系数不但取决于组成各相自身的性质和含量,而且受到相互之间相互作用的影响.悬浮液的声衰减分为三种主要类型:吸收衰减、散射衰减和扩散衰减.前两类衰减取决于媒质的特性,而后一类衰减则由声源特性而引起.影响超声波测量含沙量准确度的主要因素有:含沙浓度和粒径级配;浑水中气泡等杂质;温度变化等.采用超声衰减法测量含沙量,并利用超声波双频测量含沙平均粒径修正含沙量可有效提高测量精度.     

数字闭环光纤电流互感器小电流测量准确度分析

分析并验证了传感光纤圈数和数字量输出位数等两个因素,是影响数字闭环光纤电流互感器(D-FOCT)小电流测量准确度的主要原因,设计了D-FOCT小电流测量准确度试验,得出了在目前条件下,当传感光纤圈数大于25圈时,D-FOCT对3kA额定电流的测量准确度可以满足IEC60044-8标准中0.2S级要求.     

汽车主锥预紧垫片选择影响因素的正交试验研究

针对汽车主减速器主锥预紧垫片选择过程,简要分析了影响选垫准确度的主要因素,通过正交试验,并对试验结果进行极差分析和方差分析,得出了模拟压力、轴承座转速及主齿轴与圆锥滚子轴承内圈配合过盈量等因素,对测量准确度影响的大小顺序及各自的影响程度,为测量选垫模型的建立奠定了基础。     

真空渗碳铼带用于痕量铀同位素比的测量

离子化效率低是制约热电离质谱（TIMS）准确测量痕量铀同位素比的主要因素之一。对铼带进行渗碳处理能够增强铀的离子化效率,从而提高TIMS测量痕量铀的能力。本研究采用简易的渗碳装置,在不同条件下对铼带进行渗碳处理。采用全蒸发法测量痕量铀样品的离子化效率及同位素比,对比不同渗碳条件对离子化效率及质量歧视系数的影响。较优的渗碳条件为：苯蒸气压0.1 Pa,渗碳电流2.5 A,渗碳时间1 h。采用这种铼带对10 pg铀样品的离子化效率可达0.25%,约是双带法的5倍。对于10 pg样品,²³⁵U/²³⁸U测量的外精度在1%以内,²³⁴U/²³⁸U、²³⁶U/²³⁸U测量的外精度小于5%。渗碳铼带还能够实现对1~2 pg铀样品的测量,对1 pg的CRM020A、2 pg的IRMM184样品,²³⁵U/²³⁸U测量的外精度小于1%,²³⁴U/²³⁸U测量的外精度小于5%。     

提高频谱分析仪幅度测量准确度的方法

本文介绍了影响频谱分析仪幅度测量准确度的几个因素,提出了优化频谱分析仪幅度测量准确度的几种方法,能够在幅度测量过程中减小测量误差。     

锗的红外折射率精密测量

利用所研制的KGZ-Ⅱ型高精度光电折射仪,在5～10.6μm的光谱范围内,测量了由北京有色金属研究总院研制的锗的折射率,并与红外色散公式计算的结果进行了比较,分析了影响测量准确度的各项主要因素,给出了具有±3×10^-4准确度的测量结果。     

分光光度计误差产生的控制方法

通过对影响分光光度计测量准确度的因素进行分析,认定波长准确度是其中的主要因素.对检定用波长标准进行特性研究,确定各种标准器的用途;对波长误差的构成原理进行分析,确定波长误差的调整方法;综合对检定波长误差的相关方面进行论述,为控制影响分光光度计计量准确度的波长误差提出一套解决方案.     

改良全蒸发技术测量铀同位素比

全蒸发热表面电离质谱(TE-TIMS)是测定铀主同位素比(²³⁵U/²³⁸U)最经典的方法,但受限于强峰拖尾等因素影响,次同位素比(²³⁴U/²³⁸U、²³⁶U/²³⁸U)的测量精密度不高,存在偏差。本工作研究目标动态加热程序、动态和静态相结合的接收程序、强峰拖尾校正、不同接收器效率校正、质量歧视校正等,建立了改良全蒸发-热表面电离质谱技术(MTE-TIMS)高精度测定铀同位素比的方法,通过测试标准物质验证方法的准确性和可靠性。结果表明：采用MTE-TIMS法测量²³⁵U丰度为2%的铀样品,其²³⁵U/²³⁸U、²³⁴U/²³⁸U和²³⁶U/²³⁸U的方法精密度分别为0.024%、0.06%和0.19%,测量值与参考值的偏差分别为0.025%、0.19%和0.38%。     

热电离质谱（TIMS）测定Ca同位素时Sr干扰影响的实验评价

Ca和Sr属于碱土金属元素,具有相似的化学性质,在Ca的纯化富集过程中很难实现Ca和Sr的完全分离,接取Ca的淋洗液中不可避免地会混入少量Sr。所以,在使用热电离质谱（TIMS）进行Ca同位素测定时,⁸⁸Sr²⁺、⁸⁶Sr²⁺、⁸⁴Sr²⁺可能会分别对⁴⁴Ca⁺、⁴³Ca⁺、⁴²Ca⁺的准确测定产生干扰。本工作通过设计实验来评估Sr使用Ta单带在TIMS测定Ca同位素过程中的影响：以IAPSO大西洋标准海水为研究样品,加入Sr元素单标溶液,使得样品中Ca/Sr=5;通过接取不同体积的Sr元素淋洗液,以获得含有不同Ca/Sr比值的TIMS测试样品。实验结果表明,含有不同Ca/Sr比值的测试样品与不含Sr元素的海水样品的Ca同位素组成在分析误差范围内一致。由此可以认为,对地质样品（Ca/Sr＞5）用Ta单带在TIMS上进行Ca同位素分析测试时,在当前技术条件下,Sr对Ca同位素的影响有限,可以忽略。另外,在进行Ca化学分离时,可以适当增加淋洗酸的浓度,以获取好的峰型并提高效率。     

地球科学中热电离质谱法的进展

对应用于地球科学领域的几种热电离质谱新方法的进展进行了综述,包括Sr、Nd同位素稀释分析的分馏校正、Re—Os负离子质谱法、热电离质谱铀系法、B、Cl稳定同位素测定及La—Ce法。     

电感耦合等离子体质谱、热电离质谱和二次离子质谱技术在核工业中的新进展

结合实例,回顾并展望了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、热电离质谱(TIMS)和二次离子质谱(SIMS)技术的应用进展,特别是在核工业领域中的进展。讨论了未来相关质谱技术的发展方向,并指出目前存在的主要问题,探讨了可能的解决方案。     

Neptune多接收器等离子体质谱精确测定锶同位素组成

报道了近两年来在Neptune多接收器等离子体质谱(MC-ICP-MS)上对NIST SRM987的测试结果。针对实际地质样品,Neptune MC-ICP-MS和热电离质谱(TIMS)进行了平行测定。Neptune MC-ICP-MS可以精确测定锶同位素组成,与传统的TIMS相比,MC-ICP-MS可以获得与TIMS相媲美的数据精度,而且分析时间短,效率高。对于等离子体载气———氩气中少量氪的干扰,可以直接扣除;对于样品中少量铷(Rb/Sr<0.01)的干扰,同样可以直接扣除,从而获得准确的锶同位素组成。     

Note: Integration of trapped ion mobility spectrometry with mass spectrometry

The integration of a trapped ion mobility spectrometer (TIMS) with a mass spectrometer (MS) for complementary fast, gas-phase mobility separation prior to mass analysis (TIMS-MS) is described. The ion transmission and mobility separation are discussed as a function of the ion source condition, bath gas velocity, analysis scan speed, RF ion confinement, and downstream ion optical conditions. TIMS mobility resolution depends on the analysis scan speed and the bath gas velocity, with the unique advantage that the IMS separation can be easily tuned from high speed (~25 ms) for rapid analysis to slower scans for higher mobility resolution (R > 80).     

FS-ICPMS和TIMS联用法测定微粒铀矿物的年龄

A method for age dating of uranium mineral particles by double focusing magnetic sector inductively coupled mass spectrometry (FS-ICPMS) and thermal ionization mass spectrometry (TIMS) was presented. Pb/U ratio in uranium mineral particles was measured by FS-ICPMS without any chemical separation procedure. Pb isotope composition in uranium mineral particles was determined by TIMS associated with micro column anion exchange resin method. Due to simplified chemical procedure and minimum use of reagents, the full procedure blank was reduced to 230 pg Pb, leading to the successful age dating of uranium mineral particles with relative standard deviation less than 2%.     

Accurate and precise determination of isotopic ratios by MC‐ICP‐MS: A review

For many decades the accurate and precise determination of isotope ratios has remained a very strong interest to many researchers due to its important applications in earth, environmental, biological, archeological, and medical sciences. Traditionally, thermal ionization mass spectrometry (TIMS) has been the technique of choice for achieving the highest accuracy and precision. However, recent developments in multi‐collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC‐ICP‐MS) have brought a new dimension to this field. In addition to its simple and robust sample introduction, high sample throughput, and high mass resolution, the flat‐topped peaks generated by this technique provide for accurate and precise determination of isotope ratios with precision reaching 0.001%, comparable to that achieved with TIMS. These features, in combination with the ability of the ICP source to ionize nearly all elements in the periodic table, have resulted in an increased use of MC‐ICP‐MS for such measurements in various sample matrices. To determine accurate and precise isotope ratios with MC‐ICP‐MS, utmost care must be exercised during sample preparation, optimization of the instrument, and mass bias corrections. Unfortunately, there are inconsistencies and errors evident in many MC‐ICP‐MS publications, including errors in mass bias correction models. This review examines “state‐of‐the‐art” methodologies presented in the literature for achievement of precise and accurate determinations of isotope ratios by MC‐ICP‐MS. Some general rules for such accurate and precise measurements are suggested, and calculations of combined uncertainty of the data using a few common mass bias correction models are outlined. © 2009 Crown in the right of Canada. Published by Wiley Periodicals, Inc., Mass Spec Rev 28:990–1011, 2009     

第四纪地质年代学和定年方法及应用

第四纪样品的同位素定年是一个常见的较困难的地质问题。近几年来，由于质谱分析、热电高质谱计、加速器质谱计和样品分离技术的进步，第四纪地质年代学及定年方法发展非常迅速。K－Ar和Ar－Ar定年、14C、铀系、FT、TL和ESR定年等已能为地球演化及第四纪以来古气候及古环境的变化提供准确的时间标尺。宇宙成因核素，例如10Be、26Al、36Cl和39Ar可以用于地球表面的侵蚀定年、冰川作用和冰川消退定年、地下水年龄测定及地球物质形成年龄和暴露年龄的测定，大大提高了测量灵敏度、测量精度和测量速度。这些定年方法在第四纪地质年代学和同位素地质科学中获得了很大进展。上述方法的实现及潜在的应用将在第四纪地质学及地球科学中发挥重要作用。本文讨论了这些方法的特点、优越性、局限性及其意义。     

热电离质谱测定钙同位素过程中双稀释剂的选择

本研究从理论和实践两方面详细阐述了热电离质谱法（TIMS）测定钙同位素过程中双稀释剂种类的选择,以及样品与双稀释剂最佳稀释比的确定。结果表明：在TIMS测定中,⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂比目前常用的⁴²Ca-⁴⁸Ca和⁴³Ca-⁴⁸Ca双稀释剂更具优势。首先,尽管使用⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂可能产生较大的误差,但其与样品存在较大的稀释比区间,即⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂的最小误差变化更为稳定,可以允许更为宽泛的样品和稀释剂的混合比例;其次,⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂的平均质量数与目标比值⁴⁴Ca/⁴⁰Ca的平均质量数仅相差0.5,在样品量较少或者测量过程中分馏效应较大时,使用⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂做仪器分馏校正产生的偏差最小;最后,⁴²Ca和⁴³Ca易被同时接收且离子光学聚焦效应较小,可降低或消除仪器本身微小改变对信号不稳定性的影响,有利于保证数据精确度。综上,⁴²Ca-⁴³Ca双稀释剂可作为TIMS测量钙同位素的首选。