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。     

涂样量对纳克级硼同位素测定的影响

在石墨存在下 ,用正热电离质谱法 ,使用Cs2 BO2+离子测定了含 1 0 0、50、2 0ng和 1 0ngB的NISTSRM 951硼酸标样中的硼同位素的组成。结果表明 ,随着涂样量的减少 ,硼同位素丰度测定比值 ( 1 1 B/1 0 B)和测定精度有所下降。本文也给出了VG -3 54正热电离质谱测定纳克级硼同位素组成的最佳条件。结果表明 ,当涂样量大于 1 0 0ngB时 ,硼同位素丰度比的测量精度最佳 ,1 0ngB是正热电离质谱法使用法拉第杯检测硼同位素组成的最低限量。本研究为开展低硼含量的海洋微体古生物 ,古土壤 ,河水等地质样品中的硼同位素组成质谱测定提供了依据。     

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].     

MC-ICP-MS测量铀中低丰度铀同位素比值

高精密度地测量铀材料中的铀同位素组成信息,特别是低丰度铀同位素²³⁴U和²³⁶U,是核取证研究的重要内容。本研究采用多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）测量铀同位素比值,将两种黄饼样品的酸消解液制备成²³⁸U浓度约21 000 ng/g和180 ng/g的待测样品,采用外标标准化法和标准样品交叉法校正质量分馏效应,MC-ICP-MS对²³⁸U浓度约180 ng/g的样品中²³⁵U/²³⁸U测量的相对实验标准偏差可低于0.014%。为降低超档离子流信号对低丰度铀同位素分析的影响,建立了法拉第杯接地方法,使轰击到法拉第杯上的²³⁸U⁺产生的电流在到达前置放大器之前被引入大地,该方法对²³⁸U浓度约21 000 ng/g的样品中²³⁴U/²³⁵U测量的相对实验标准偏差可低于0.020%,对浓缩铀GBW04234和GBW04238中²³⁶U/²³⁵U测量的相对实验标准偏差小于0.11%,测量结果与参考值在不确定度范围内一致。该方法的精密度较高、结果准确,可识别铀同位素组成存在一定差异的核材料,为核取证和核保障监督提供技术支持。     

热电离质谱计信号放大器非线性校正技术

从理论上研究了热电离质谱计法拉第杯接收器放大器的非线性效应,建立了校正的数学模型。应用该模型,可以用一种同位素标准物质直接检验法拉第接收器放大器的非线性,而不用常规的系列同位素标准物质来检验放大器非线性。应用UTB-500铀同位素标准物质、峰跳扫描质谱测量技术,检验了一台热电离质谱计法拉第接收器放大器的非线性,并对存在的非线性进行了校正。同时,验证了在同位素丰度比值一定的情况下,非线性校正因子是恒定的,它不随离子流信号强度的变化而变化。     

MC-ICP-MS两步静态法测量U-Th同位素

本研究建立了多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）两步静态法测量U-Th同位素的分析步骤和数据处理流程。对于U同位素,第一步用二次电子倍增器（SEM）测量²³⁴U,同时用法拉第杯测量²³³U、²³⁵U、²³⁶U和²³⁸U;第二步用SEM测量²³⁶U,同时用法拉第杯接收²³³U、²³⁴U、²³⁵U和²³⁸U。对于Th同位素,第一步用SEM测量²²⁹Th;第二步用SEM测量²³⁰Th,同时用法拉第杯接收²²⁹Th和²³²Th。U和Th的测量均通过两个步骤的多次循环采集同位素数据。该方法的关键在于采用SEM与法拉第杯测量的²³⁶U_SEM/²³³U_FC比值（经过质量歧视校正）与²³⁶U/²³³U真值的比较以校正SEM与法拉第杯的相对增益。本研究采用两步静态法重复分析了U同位素的国际标准样品Harwell uraninite（HU-1）。测量结果表明,HU-1的δ²³⁴U平均值为（-0.48±1.92）‰,误差为单次测量结果的标准偏差（±2σ,n=55）。该结果与国内外不同实验室发表的数据在误差范围内一致。此外,本研究将两步静态测试法与SEM跳峰扫描法分别用于分析次生碳酸盐岩实验室标准样品的U-Th同位素和²³⁰Th/U年代（SB-530、SB-8600、SB-108K、SB-240K、SB-335K和SB-435K）。对比实验结果表明,MC-ICP-MS两步静态法测量U-Th同位素行之有效,²³⁴U/²³⁸U和²³⁰Th/²³⁸U比值的分析精度可分别达到1‰~2‰和1‰~3‰,然而该方法的可靠性还需要更多国际标准样品的检验。     

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.     

阳离子交换色谱分离ID-ICP-MS测量铀中痕量硼

文中概述了铀中硼的分析方法 ,研究了阳离子交换色谱分离同位素稀释电感耦合等离子体质谱法 ( ID-ICP-MS)测量铀中硼的方法 ,对样品溶解方法、仪器参数、记忆效应、分离方法和洗脱液等进行了研究和优化选择。GBW0 4 2 0 4铀中硼标准物质的平均测量结果为 0 .5 4 μg/g U3O8,与参考值 0 .5 0 μg/g U3O8符合较好     

MC-ICP-MS测量Ru同位素丰度比值的质量歧视校正

采用MC-ICP-MS测量Ru同位素丰度比时,存在较大的质量偏倚。利用IsoprobeMC-ICP-MS测量了RuCl3中Ru同位素丰度比值,并利用幂、指数以及通用幂校正规律(GPL)对Ru同位素丰度比值测量的质量偏倚进行了校正。结果表明,以100Ru/102Ru、104Ru/102Ru作为内标,采用GPL校正质量偏倚,得到的Ru同位素丰度更接近于天然值,与天然值的偏差在(20～650)×10-6之间。     

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%。     

磁式电感耦合等离子体质谱仪及其在核地质分析中的典型应用

磁式电感耦合等离子体质谱（ICP-SFMS）主要包括高分辨等离子体质谱（HR-ICP-MS）、多接收等离子体质谱（MC-ICP-MS）和全谱等离子体质谱（Spectro-ICP-MS）。HR-ICP-MS一般采用反向Nier-Johnson结构磁 电双聚焦布置,MC-ICP-MS采用正向Nier-Johnson结构电-磁双聚焦布置,而采用检测器阵列的全谱磁式ICP-MS则采用Mattauch Herzog结构布置。磁式电感耦合等离子体质谱仪性能改进主要体现在：调频ICP设计提高了对基体的耐受性及可靠性;采用J型采样锥和X型截取锥提高了灵敏度;大抽速接口泵可提高接口区真空度和仪器的灵敏度;改进的离子传输透镜系统可提高对锕系同位素的丰度灵敏度;改变接收器前的狭缝宽度可获得高分辨同位素比值;多个Daly检测器的使用可提高对低丰度同位素的检测能力;通过软件自动切换法拉第杯放大器高阻,能提高低丰度同位素测量的信号输出。磁式ICP-MS性能的改善,使其在核地质分析中的应用更广泛。使用激光烧蚀高分辨等离子体质谱（LA-HR-ICP-MS）可进行铀矿物微区原位U-Pb定年,使用MC-ICP-MS可高精密度地测定U同位素分馏,采用无熔剂制样LA-HR-ICP-MS可测定U、Th、Nb、Ta、Zr、Hf等难溶元素。     

SIMS分析含铀微粒同位素比测量条件的初步研究

The isotope ratios of uranium in particles were closely related to the activities performed in nuclear facilities where the particles were collected, so that the determination of ratio is very important in environmental sample analysis for nuclear safeguards. The method based on the use of secondary ion mass spectrometry (SIMS) was presented for the determination of uranium isotopic composition. The parameters of SIMS were studied in the paper, such as contrast aperture(CA)、lence4(L4)、image field(IF)、the accelerated voltage of primary ions and the secondary ions and so on. These parameters are optimized by measuring the standard reference uranium materials (CRM005 CRM200) for improving the measurement accuracy and the precision of uranium isotopic ratio.     

一种小型磁偏转式质谱计

本文报道一种由电子轰击型离子源、扇形磁分析器与法拉第筒式离子检测器组成的小型质谱计，介绍其设计参数、结构与性能。此仪器可用于气体分析以及轻元素的同位素丰度测定。     

MC-ICP-MS标样-样品交叉测试法测定石笋样品的230Th/U年龄

借鉴国际上已经建立的方法,本研究设计了一套便捷的UTEVA树脂分离纯化U与Th的化学流程,以及多接收电感耦合等离子体质谱测量U/Th同位素的方法,用于精确测定石笋样品的²³⁰Th/U年代。U/Th同位素的测量采用标样-样品交叉测试法（standard-sample bracketing）,即在测量未知样品之前和之后分别测量标准样品的同位素,通过外部归一化和线性内插法估算测量未知样品时仪器的校正因子,如质量歧视和二次电子倍增器相对于法拉第杯的增益。为检验该方法的可靠性,本研究分析了国际U标准样品Harwell uraninite-1（HU-1）、U/Th内用标准样品MFT和已知年代石笋样品的U/Th同位素。结果显示：HU-1的δ²³⁴U=（-1.27±2.14）‰（±2σ,n=29）,该结果与国际上不同实验室的测量值在误差范围内一致。U/Th内用标准样品MFT（±2σ,n=22）的δ²³⁴U、²³⁰Th/²³⁸U放射性活度比和年代平均值分别为（408.2±3.2）‰、1.002±0.003和(124.3±0.5) ka,具有较好的重现性。47个石笋样品的²³⁴U/²³⁸U、²³⁰Th/²³⁸U放射性活度比和²³⁰Th/U校正年代的相对误差（±2σ）分别约为0.6‰、2.4‰和0.5%,与已发表数据在误差范围内吻合。     

激光-多接收等离子体质谱测定石笋的Mg/Ca比

A method for determining Mg/Ca of stalagmite by LA-MC-ICPMS is studied. 24Mg/44Ca (Mass 22, intensity of 44Ca2 , collected by ion counting and mass 24, intensity of 24Mg , collected by Faraday cup) ratios were measured in replace of Mg/Ca ratios. Both diameter of laser sampling spot and laser moving increment were 20 μm. The curve of Mg/Ca vs. distance directly was obtained. The result indicates that relative Mg/Ca ratios changed from 0.5 to 2.0 in this stalagmite and it is enough to reflect environmental factors act.     

超微量钐同位素丰度比的质谱测定

本文简介了使用Finnigan　MAT　262热电离质谱仪对超微量钐天然同位素丰度比的精密测定。每次控制样品含钐量小于100ng,重复测量结果的精度好于0.1％。