铀同位素丰度精确测量的若干问题

本文叙述了用MAT-260质谱计测量铀同位素丰度比R(235U/238U)时影响离化和传输效率的因素,测量了用样量在10μg,1μg,0.2μg时的分馏效应和聚焦透镜对测量结果的影响,用标样NBS-010校正了仪器并绘出了刻度曲线,测量天然和中间丰度的铀样品的准确度优于0.15%。     

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%。     

热电离质谱全蒸发技术在钚同位素丰度测量中的应用

对影响热电离质谱全蒸发测量的主要因素进行研究,包括点样量、同质异位素的干扰等,并将全蒸发技术与传统测量技术测量IRMM-086的结果进行对比。结果表明,全蒸发技术可在更少的点样量下获得比传统测量法更佳的测量精度,当同位素比值大于10^-4时,结果与标准值偏差小于2σ。在50 ng IRMM-086点样量下,全蒸发测量的²⁴⁰Pu/²³⁹Pu、²⁴¹Pu/²³⁹Pu、²⁴²Pu/²³⁹Pu相对标准偏差分别为0.006 8%、0.50%和0.83%。对于钚同位素比值分析,全蒸发测量技术可直接获得高精度、高准确度的测量结果。     

RPQ-IC检测系统测量低丰度铀同位素

介绍了采用 Finnigan MAT 2 62热电离质谱计检测 NBS U 0 1 0、浓缩 2 3 3 U硝酸溶液 ( IRMM-0 40 a)。采用阻滞电位四极杆 ( RPQ) -IC装置测量低丰度铀 2 3 4 U、2 3 5U、2 3 6U的同位素丰度比 ,并与 Faraday(法拉第杯 )检测的数据进行比较。采用偏转法对 RPQ产额进行了校正。实验表明 :所得结果在误差范围内 ,RPQ-IC测量结果比 RPQ-FAR测量结果偏高 0 .1 4% ;RPQ-IC测量低丰度铀同位素的内精度比法拉第杯测量结果高 ,外精度比 FAR杯测量结果也高 ;RPQ产额变化比较大 ,但只要注意产额校正 ,可以得到满意的结果     

铕浓缩同位素全蒸发-1012Ω高阻信号放大器的热电离质谱分析方法

浓缩同位素是校正质谱法、同位素稀释质谱法和双稀释剂法等同位素质谱分析技术的基础,其化学纯度及丰度量值的准确性直接影响着分析结果的准确性。但由于浓缩同位素中低丰度同位素的离子信号较难准确测量,且缺乏合适的标准物质校正,给高精准的同位素丰度分析带来挑战。本文建立了适用于微量铕浓缩同位素样品纯化的锌还原-萃取色层法,纯化后的151 Eu和153 Eu两种浓缩同位素纯度优于99.99%,有效消除了其他稀土元素杂质的干扰。通过采用1012Ω信号放大器的法拉第杯接收样品中的低丰度同位素离子信号,建立了铕浓缩同位素的全蒸发-热电离分析方法。两种浓缩同位素样品的主丰度测量结果分别为151 Eu 0.9683676(11)和153 Eu 0.9876851(21),测量重复性比1011Ω信号放大器的法拉第杯以及文献中校正质谱法的测量结果提高了3倍。     

多接收电感耦合等离子体质谱法精确测量

经过核燃料后处理得到的铀产品中含有极微量钚杂质, 对其同位素组成进行分析有利于对应铀材料的溯源。本工作在铀钚化学分离的基础上,对影响MC-ICP-MS法精确测量痕量钚同位素丰度比值的仪器条件进行了优化,研究了仪器分辨率、离子提取模式的选择、“背景和干扰”等参数的影响,探索研究了MC-ICP-MS上质量偏倚的校正方法。对选择的两个后处理铀产品中痕量钚同位素比进行了测量,当铀钚比例达10¹⁰时,测得的²³⁹Pu/²⁴⁰Pu相对不确定度优于5％。并且建立了在MC-ICP-MS上测量ng•L^-1量级钚同位素丰度比值的方法。     

热表面电离源同位素丰度测量的理论模型

根据对热表面电离源同位素丰度测量过程中样品蒸发的微观研究 ,提出如下三条假设 :(1 )未被外层原子覆盖的原子才能蒸发 ;(2 )被外层原子覆盖的原子只能扩散不能蒸发 ;(3 )同位素原子的扩散几率与蒸发几率成正比。根据这三条假设建立了样品原子数的微分方程及边界条件 ,推导出了不同扩散系数的样品原子数的理论公式 ,从理论上讨论了熔融态、固态样品以及蒸发分解同时发生的样品同位素丰度比与样品消耗量间的关系。研究表明 :扩散系数 >1 0 -15m2 / s的样品同位素丰度比与样品消耗量的关系与 H.Kanno得出的结论相同 ,扩散系数 <5× 1 0 -2 1m2 / s的样品同位素丰度比与样品消耗量无关 ,等于实际值 ;蒸发分解同时发生的样品同位素丰度比与分解率蒸发率之比有关     

离子流强度累计法测定锂同位素丰度

本文介绍了离子流强度累计测定同位素比的方法。用热表面离子源测定了锂同位素丰度,在样品全耗尽过程中累计离子流强度。用该方法,同位素分馏效应对丰度比测量结果几乎没有影响。文中比较了累计法与常规法测量锂同位素丰度时分馏效应的差异。     

低丰度同位素质谱测量影响因素研究

在铀同位素的热表面电离质谱测量中,对于234U、236U这些低丰度同位素的测量结果总是比较差的.这是因为这些低丰度同位素的信号幅度小,信噪比较低,易受本底的影响.因此,减小本底影响是改善低丰度同位素测量结果的关键[1～3].     

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%。     

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表面热电离同位素稀释质谱法的计算及质量分馏效应校正

表面热电离同位素稀释质谱法(ID-TIMS)是国际公认的基准方法之一。本文以稀释分析锶同位素为例,详细介绍了其计算和推导过程,提出基于指数近似模式的稀释分析同位素分馏校正的方法。该方法适用于校正含有两对参考比值的元素静态多接收稀释分析同位素比值的质量分馏,与指数校正方法和对数校正方法相比,计算过程更简单。还讨论了稀释剂同位素比值准确度对稀释分析同位素比值的影响及其质量分馏的校正方法,通过数学迭代计算质量分馏系数,得到稀释剂测量的质量分馏系数和准确的同位素比值。采用建立的质量分馏校正方法稀释分析NBS987,结果表明,在误差范围内与其参考值（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.710237±8（1σ））一致。     

负热电离质谱法对硒同位素测量的研究

The selenium plays an important role in human health. The importance of trace selenium element analysis has been recognized by more and more people. This paper refers to the measurement of natural selenium isotope by negative thermal ionization mass spectrometry. The silica gel and Ba(NO₃)₂ were respectively deposited on evaporation filament and ionization filament. We have achieved a little advance in this experiment.     

一种用^2^3^3U作单内标的同位素稀释质谱法

本工作建立了一种用~(233)U作单内标的同位素稀释质谱法。它可用于准确测定铀样品中的丰度比,这是一种基于重量法的绝对测量方法。~(233)U和被测铀样按不同重量比被混合,然后,同时测量混合样中R_(58)=~(235)U/~(238)U和R_(38)=~(233)U/~(238)U,而R_(38)可被看作是内参照标准。藉助迭代运算,R_(58)逐步逼近它的真值。使用该法,R_(58)的测量总不确定度可达到0.15%。并且,这个方法具有显著的优点,例如测量的外精度可好于0.02%。     

同位素稀释电感耦合等离子体质谱法测定国际关键比对剑鱼中汞

A method of isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry was established for the determination of total amount mercury in CCQM K43.1 sword fish. Enriched ²⁰²Hg isotope spike solution CRMs was developed and applied to measurement of Hg in the sword fish. The result obtained by this work is in agreement with the reference value of the comparison sample.     

质谱直接定量分析技术的应用进展

质谱直接定量分析指待测样品在引入质谱离子源之前,不经色谱分离,直接利用质谱信号对分析物进行含量测定的分析技术。该技术在很大程度上缩短了样品的检测周期,能够满足快速在线、原位分析的需求,目前已在质谱成像、单细胞分析以及在线反应监测等领域展现出广阔的应用前景。本工作综述了与质谱直接定量分析有关的质谱技术、样品处理方法以及相关应用,并展望质谱定量分析的发展趋势。