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(87 Sr/86 Sr=0.710 237±8(1σ))一致。

同位素稀释热电离质谱法测定人血清中痕量铜和锌

采用热电离同位素稀释质谱法(ID-TIMS)准确测定了欧盟标准物质与测量研究院(EC-JRC-IRMM)组织的国际测量评估计划IMEP-17人血清样品中的痕量铜和锌。由于锌和铜都是易受污染的元素,本工作建立了仅用少量硝酸消解的低流程本底和适于热电离质谱测量的生物基体血清中痕量铜和锌的样品前处理方法;采用适当比例的硅胶和磷酸作为电离增强剂,在热电离质谱(TIMS)测量时获得了较高强度且稳定的铜和锌离子束;血清中痕量铜和锌的测量结果可直接溯源到国际单位mole。2种人血清样品中铜和锌测量结果的不确定度(k=2)分别为0.94%、0.83%和0.49%,测量值被EC-JRC-IRMM采用作为该样品的标准值。

AG-MP-1M阴离子交换树脂分离-表面热电质谱法测定沉积物中的铅同位素组成

利用新型阴离子交换树脂分离沉积物中的重金属Pb,采用表面热电离质谱法(TIMS)测定了沉积物样品中的Pb同位素组成。新型树脂为大孔径阴离子树脂AG-MP-1M,淋洗液采用低浓度的盐酸,避免了使用难以纯化的氢溴酸,可有效地降低试剂空白。通过对铅同位素标准物质NIST NBS-981的重复测试,方法的精密度(<0.5%,2s)和准确度均达到了应用研究的要求。对5个实际沉积物样品中的铅同位素组成进行测定,获得了理想的分析效果。

热表面电离同位素稀释质谱法测定红酒中痕量铅

采用热表面电离同位素稀释质谱法 ( TI-IDMS)对国际计量委员会 ( CIPM)物质量咨询委员会 ( CCQM)组织的“CCQM-P1 2国际比对 -红酒中痕量铅”进行了准确测量。研究了铅含量低、样品前处理和空白污染等方面的问题 ,建立了适用于热表面电离同位素质谱分析的红酒中痕量铅化学前处理方法 。

同位素稀释-热电离质谱法测定乏燃料中裂变产物^(121)Sn和^(126)Sn

乏燃料样品基体复杂、具有放射性,裂变产物锡含量低,难以准确测定。本研究以天然锡(Sn)标准溶液为稀释剂,采用同位素稀释-热电离质谱法测定乏燃料元件中121Sn和126Sn裂变产物的含量。热电离质谱测量时采用硅胶-锡-磷酸涂样,优化选择电离带升温速率和温度保持时间,利用阻滞电位四极杆(RPQ)跳峰对13个质量数信号进行数据采集,有效扣除了Te、Sb、CaPO3+多个同量异位素的干扰,获得了ng/g级Sn的含量及同位素丰度测量数据。乏燃料元件中121 Sn和126 Sn的质量浓度分别为5.5、230.5ng/g,测量不确定度分别为4.2%和1.4%(k=2)。

在大量同质异位素干扰下的同位素稀释质谱法测定^(173)Lu和^(174)Lu

当2种以上元素在热表面电离质谱计(TIMS)蒸发带表面蒸发时,蒸气中各元素的比例随着蒸发带加热电流的变化而变化,相应质量数处离子流的比值也随之发生变化。据此原理,建立了大量同质异位素干扰下的同位素分析方法。该方法的可靠性在同质异位素干扰量为1 000倍的情况下得到了实验验证。结合该方法和热表面电离同位素稀释质谱法(ID-TIMS)分析了大量173Yb和174Yb干扰下放射性核素173Lu和174Lu在溶液中的浓度,173Lu和174Lu合成标准不确定度分别为0.45%和1.1%。

实时在线氧校正^(205)Pb-^(233)U-^(236)U稀释剂单颗粒锆石ID-TIMS U-Pb高精度年龄测定方法

单颗粒锆石化学溶蚀同位素稀释热电离质谱(CA-ID-TIMS)U-Pb法是目前精度最高的同位素地质年代学方法,由于存在^(236)U ^(16)O ^(18)O^(+)和^(236)U ^(18)O ^(16)O^(+)对^(238)U ^(16)O_(2)^(+)的干扰问题,目前国际上通用的U-Pb定年稀释剂是^(205)Pb-^(233)U-235 U而不采用^(205)Pb-^(233)U-^(236)U。针对该问题,本文详细探讨了热电离质谱法(TIMS)测定U同位素过程中,^(236)U ^(16)O ^(18)O^(+)和^(236)U ^(18)O ^(16)O^(+)对^(238)U ^(16)O_(2)^(+)的干扰对U-Pb年龄测定结果的影响程度,指出ID-TIMS U-Pb分析过程中控制^(233)U-^(236)U稀释剂的加入量,保证样品-稀释剂^(238)U/^(236)U混合比>0.5,^(236)U ^(16)O ^(18)O^(+)和^(236)U ^(18)O ^(16)O^(+)对^(238)U ^(16)O_(2)^(+)的干扰对定年结果的影响并不显著。此外,详细探讨了热电离质谱(TIMS)U、Pb同位素测定过程中二次电子倍增器(SEM)死时间的准确设定对高精度CA-ID-TIMS U-Pb定年的重要性。在此基础上,建立了在线氧校正^(205)Pb-^(233)U-^(236)U稀释剂CA-ID-TIMS单颗粒锆石U-Pb年龄高精度测定方法。最后,采用所建立方法对标准锆石ZS进行了测定,获得的^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值为559.91±0.25Ma(2σ,仅分析误差),与文献报道值在误差范围内一致。由于采用了^(233)U-^(236)U双稀释剂内部校正U同位素分馏效应,该标样年龄测定精度达到0.05%,优于其^(205)Pb-^(235)U单稀释剂法年龄测定结果的精度。

基于同位素稀释的锂同位素质谱测定技术

锂作为最轻的金属元素，在地质学、天体物理学和核工业等领域，得到了广泛的应用，这些应用都要求对锂同位素丰度进行准确测定。测定锂同位素丰度常用的方法为热表面电离质谱法，但是测量存在系统偏差，需要校正，目前所用的校正方法有标准校正法和校准质谱法。

质谱的无机痕量分析进展

概述了电感耦合等离子体质谱 (ICP -MS)、激光电离质谱 (LIMS)和共振电离质谱 (RIMS)、火花源质谱 (SSMS)、辉光放电质谱 (GDMS)、二次离子质谱 (SIMS)、热电离同位素稀释质谱法 (ID -TIMS)等无机质谱分析方法的基本原理、方法特点和应用进展 ,概括了ICP -MS和IDMS方法的优缺点 ;采用溶液进样的ICP -MS和TIMS稀释法 ,给出的测量结果不确定度要高于固体进样的质谱法。