全蒸发-热电离质谱法的原理、技术和应用

全蒸发-热电离质谱法(total evaporation thermal ionization mass spectrometry,TE-TIMS)无需标准物质进行校正,即可获得高准确度同位素丰度比值测量结果,同时具有样品用量少、重复性高等优点,在核工业、环境、地质、计量学等领域逐渐获得了认可与应用。本文从全蒸发-热电离质谱法的原理、技术特点、研究进展和重要应用等方面对其进行了系统地评述,分析该方法在使用中的关键技术点,并对未来发展进行了展望。

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。

全蒸发技术在铀同位素丰度测量上的应用

采用全蒸发技术、离子流强度积分的方式 ,用多接收器热表面电离质谱计测量铀同位素丰度。全蒸发技术可克服质量分馏效应带来的测量误差 ,而直接实现准确测量。开发了用于全蒸发技术的测量软件 ,对影响测量结果的因素 ,诸如分析用样量、信号损失与试样残留等进行了研究。最后得出在铀同位素丰度比为 0 1～ 10的范围内 ,95 %的置信水平下 ,该方法的相对扩展不确定度为0 10 %