高分辨率气体同位素质谱法测定氢同位素丰度

氢同位素丰度的准确定量对验证氢同位素分离装置的分离效果非常重要,为此,本研究建立了高分辨率气体同位素质谱(HR-IRMS)法测量全范围氢同位素丰度。确定了质谱的线性进样压强范围4~33 Pa与三原子离子产生率的影响因素,三原子离子产生率与进样压强的平方成正比,与离子源加速电压负相关,加速电压应大于8 V;通过自制标准气体制备装置,配制了平衡态的氢同位素标准气,并校正了进样系统分馏效应和各组分灵敏度的差异,验证了该质谱进样方式为严格的分子流进样。采用所建立的方法测量低、中、高不同氘丰度的样品气体。结果表明:对于天然氘丰度的样品,测量外精度小于1%;对于中、高丰度的样品,测量外精度小于0.5%;测量值与标称值吻合良好。与低分辨率的质谱分析方法相比,该方法简单可靠、无需解析质量重叠峰、测量结果准确性不依赖于样品中氢同位素的平衡程度。