电感耦合等离子体质谱测定铀样品年龄方法研究

铀样品年龄与生产时间密切相关,是核法证学调查核材料来源属性的一个重要参数。本文研究建立了利用²³⁰Th/²³⁴U原子数比测定铀样品年龄的分析方法。分别用²²⁹Th和²³³U稀释剂进行铀样品同位素稀释,利用TEVA树脂对样品中的铀和钍进行分离处理,用多接收电感耦合等离子体质谱测量²²⁹Th/²³⁰Th和²³³U/²³⁴U原子数比,根据铀年龄计算公式通过²³⁰Th/²³⁴U原子数比可得到样品的铀年龄。采用该方法对CRM U850和U010标准样品进行了年龄测定,结果与美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的测量结果一致,但较实际年龄偏大,可能是由于生产时纯化过程不完全,导致有残留的²³⁰Th在样品中。本文所建立的方法可用于铀样品²³⁰Th-²³⁴U模型年龄的测定,为核法证学调查提供重要信息。     

电感耦合等离子体质谱测定地质样品中痕量元素

应用电感耦合等离子体光源质谱法(ICP-MS)测定地质样品小27个痕量元素展示了这一新的分析方法的潜力。本文提供了3个国际标准参考水样中13个痕量元素及3个国际标准参考硅酸岩样品中14个稀土元素的数据。     

流动注射-电感耦合等离子体质谱联用分析土壤样品中的铀

本工作研究建立了使用233U作为内标、流动注射．电感耦合等离子体质谱联用分离测量土壤样品中铀的分析方法。土壤样品用体积比为2：1：1的浓硝酸、浓氢氟酸、浓双氧水混合溶液微波消解后,蒸干,3mol／L硝酸溶液溶解过滤.     

南海珊瑚高精度热电离质谱和多接收电感耦合等离子体质谱铀系年龄和古环境意义

阐明了热电离质谱(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术进行铀系定年和示踪研究的特点。从实测国内石笋标样(GBW04412)和国际珊瑚标样(RKM-4)的结果表明;;其铀含量U/238U234和Th/234U比值;;以及铀系年龄均与标准值一致。应用该两种技术;;对采自雷州半岛、海南岛和西沙永兴岛230海域的珊瑚测定表明;;其铀含量大多低于3μg/g;;且δ234U(T)值处于150±5范围。这显示了所测定的南海珊瑚距今7000年以来保持着封闭体系;;其骨骼中赋存了原始的热带海洋环境信息。由所测得珊瑚的高精度年龄序列可以揭示南海海域曾出现过的三次高海平面;;分别为距今6799—6307年;;距今4472—4285年和距今1279—1012年。此三阶段与近万年以来中国曾出现过的全新世大暖期和中世纪暖期的热环境相映。     

同位素稀释一多接收电感耦合等离子体质谱测量痕量钚年龄的方法研究

对钚材料的来源及历史的鉴定在许多领域是非常重要的。年龄是在追溯核材料的历史时第一个需要被测定的参数。钚样品的年龄测定基于钚的同位素及其子体，即238Pu／234U、239Pu/235U、240Pu/236U和241Pu／241Am的原子比的测定。     

用电感耦合等离子体光学发射光谱测定矿物样品中的稀土元素

前言近几年稀土元素(RE)例如在冶炼优质钢和地球化学方面越来越显得重要。在这两个应用领域里,都需要分析方法具有多元素同时分析的能力和高检出能力。原子吸收分光光度法(AAS)由于它们的特点是对单个元素进行分析,以及测定稀土元素的检出能力低,因而在应用上受到限制。应用电感耦合等离子体光学发射光谱分析这些稀土元素可以认为是合适的方法。稀土元素的检出限决定了进行这项工作时需采用ICP激发光源。本文研究了矿物中最通常的基体元素和选用Na_2B_4O_7作熔剂时     

多接收电感耦合等离子体质谱法对铀同位素丰度的测定

为了对环境监测提供有效、可靠的手段,在多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)上建立了铀同位素丰度的分析方法。对影响仪器灵敏度的因素进行了初步探索,对标准物质GBW 04227和3个同位素丰度不同的样品中铀的各种同位素组分比值进行了测量,评价了测定结果的不确定度。结果表明,对丰度为3%、质量分数为2×10-7的235U溶液,R(235U/238U)丰度比的相对实验标准偏差优于0.02%,R(236U/238U)丰度比的相对实验标准偏差优于0.2%。     

电感耦合等离子体质谱法测定核级海绵锆中痕量铀

为保障核级海绵Zr的质量，应用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定海绵Zr中痕量U。样品经HNO3-HF快速溶解后，从同位素质量数的选择、内标同位素选择、基体的影响等方面进行分析。结果表明，以232Th作为内标，可有效校正基体效应及仪器漂移引起的干扰；在样品中加入浓度分别为0.20、1.00、1.50 μg/g的U标准储备溶液，其加标回收率均在94%~99%之间，相对标准偏差最大为5.1%，合成相对标准不确定度为5.9%，方法的检出限为0.001 μg/g。采用该方法对实际样品U含量进行测定，测定结果满足核级海绵Zr对U含量的控制要求。      

电感耦合等离子体质谱法测定水中钍

用Mg(OH)₂对水中钍进行浓集后,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对其进行测量。结果表明,方法线性相关系数为0.999 6,加标回收率在82.5%～92.2%之间,平行样的相对标准偏差约5%,方法的测定下限为1.2 ng/L。采用本方法对2015年第3季度湖北省国控点和省控点样品进行分析,19个样品的测量值范围为7~149 ng/L,在历年测量值范围之内。     

砂岩铀矿地质样品中铀含量仲裁分析方法——同位素稀释电感耦合等离子体质谱法

本工作研究铀矿地质样品中铀含量仲裁分析方法——同位素稀释电感耦合等离子体质谱法。样品经混酸密闭消解溶矿,采用浓缩铀为稀释剂,使用高分辨电感耦合等离子体质谱测定铀同位素比值,进而计算样品中的铀含量。本方法具有明晰的计量溯源特性,铀的测量范围为1～10000μg/g,对于铀含量约为4μg/g的砂岩样品,相对扩展不确定度小于4.0%（扩展因子K=2.57）,可满足砂岩铀矿地质样品中铀含量仲裁分析要求。     

电感耦合等离子体质谱法测定有机相中镎

建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定30%(体积分数,下同)磷酸三丁酯(TBP)/煤油和0.5 mol/L 2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)/二甲苯中镎的分析方法。样品经异丙醇适当稀释或直接进入ICP-MS分析,在有机进样条件下对仪器和操作参数进行优化和选择,研究了有机相和大量²³⁸U在有机基体中引起的基体和质谱干扰,以钍为内标消除基体干扰。研究结果表明:方法的检出限为1×10^-8 g/L(3s,n=10);相对标准偏差(s_r)为0.8%(n=10)(镎质量浓度为2.02μg/L);加标回收率为95.5%～115%。该法适用于动力堆乏燃料后处理流程以及预处理后0.5 mol/L TTA/二甲苯中镎的分析。     

电感耦合等离子体质谱法测定硼同位素丰度

以硼同位素标准参考物质NIST SRM 951配制的标准溶液,在优化的操作条件下对电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定的硼同位素质量进行校正,求出校正因子,确定了样品的线性浓度范围.在同样的仪器条件下测定了硼同位素浓缩过程中样品三氟化硼甲醚络合物中的硼同位素丰度比,测定结果的相对标准偏差为1.095%.此外考查了仪器的稳定性.实验结果表明,本文建立的测定硼同位素丰度的方法"记忆效应"小,结果可靠,测量精度高.     

电感耦合等离子体质谱法测定单晶铜中痕量放射性核素钍和铀的含量

Panda X-Ⅲ实验位于中国锦屏极深地下实验室,将利用高压136Xe气体时间投影探测器进行无中微子双贝塔衰变事件的寻找。建造高灵敏度的大型探测器需要挑选放射性极低的高纯材料以对本底进行严格的控制。本工作应用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)法测定纯度极高的单晶铜中痕量钍和铀的含量。在样品消解前加入~(230)Th和~(235)U分别作为标记核素,样品经过8 mol·L-1 HNO_3消解后,依次通过TEVA和UTEVA树脂柱,实现待测核素~(232)Th、~(238)U与基体元素Cu的分离。利用同位素稀释法-ICP-MS测定~(232)Th和~(238)U的含量。通过空白样品实验测量,~(232)Th的检出限是0.036 pg(232Th)·g~(-1)(0.15μBq(232Th)·kg~(-1)),238U的检出限是0.070 pg(238U)·g~(-1)(0.86μBq(238U)·kg~(-1));单晶铜样品中232Th及238U的检出限分别是0.21 pg(~(232)Th)·g~(-1)(0.85μBq(232Th)·kg~(-1))和0.45 pg(238U)·g~(-1)(5.56μBq(238U)·kg~(-1))。该方法可为探测器建造过程中的材料选取工作提供技术支持。     

同位素稀释-电感耦合等离子体质谱法测定八氧化三铀中微量钍

为了解决核燃料循环前端铀产品中痕量钍的分离、分析问题,将高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)与同位素稀释技术(ID)相结合,建立了灵敏、准确的八氧化三铀中微量钍的分析方法,方法的检出限为0.003 3 μg/g,相对标准偏差小于3%(n=3).     

多接收电感耦合等离子体质谱法精密测量铀基体中痕量钚同位素比值方法研究

准确测定经核燃料后处理得到的铀产品中的钚同位素比值，可大致判断铀的来源，这对防止核扩散、铀产品的质量控制具有重要意义。但核燃料后处理铀产品中钚的量非常低（小于1ng／g），精密测量其中痕量钚的同位素丰度比具有较大技术难度。     

氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉

在砂岩型铀矿样品中,被测元素镉含量较低,每个质量丰度都存在不同类型的质谱干扰,而且各干扰元素的含量也存在较大差异,对电感耦合等离子体质谱法准确测量痕量镉造成比较大的困难。因此为了准确测量砂岩型铀矿样品中镉的含量,需要克服样品中不同类型的质谱干扰。采用氢化物发生-电感耦合等离子体质谱联用技术,被测镉元素气化后进入质谱仪中进行测量,可以有效解决测量元素镉的质谱干扰问题,同时提高了元素镉的灵敏度。建立了微波消解样品,连续流动注射进样氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法准确测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法。以盐酸溶液为介质,加入硫脲、亚铁氰化钾掩蔽剂溶液,以磷酸氢二铵、锶离子为增敏剂,优化了介质选择及浓度、硼氢化钾浓度、镉增敏剂的选择与用量等条件,并且有效解决了共存离子的干扰问题。研究表明：建立的连续流动注射氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法,具有检出限低,正确度高,精密度好和适用范围宽等特点。方法检出限为0.001μg·g^-1,精密度优于8.80%(以多次测量的相对标准偏差RSD来表征)。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铀氧化物中微量碱金属元素

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铀氧化物中Li、Na、K、Cs等碱金属元素的含量。用CL-TBP萃淋树脂为固定相、3 mol/L硝酸溶液为流动相,定量地分离基体铀与杂质元素,溶液中的杂质含量用光谱仪测定。对仪器工作参数的优化条件进行了介绍,确定了元素的分析波长,进行了标准曲线与工作曲线无显著性差异的一致性评价,采用峰高积分法降低了Cs元素的电离干扰。用方法比对和加标回收两种方式验证了实验方法的准确性与有效性。结果表明:Li、Na、K、Cs的相对标准偏差优于15%(n=6),分析方法回收率为90%～110%,在Li质量分数为21.2μg/g时,测量结果的相对扩展不确定度U_rel(Li)=7.2%(K=2)。     

溶剂萃取-电感耦合等离子体原子发射光谱测定铀、钍、钚基体中痕量杂质

本文研究了核材料(如,铀、钍、钚)中痕量金属杂质的测定。通过用二(2-2乙基已基)氢化膦(KMS-17,相当于PC88-A)从硝酸介质中萃取而除去大量基体。最终含有金属杂质的水相导入高温电感耦合等离子体中,用计算机控制的多道光电直读光谱议进行分析。同时对于不同酸度下杂质的回收率及基体物质对待测元素的光谱干扰也进行了研究。基于上述研究,建立了铀/钍/钚溶液中19种元素(铝、硼、铍、钙、镉、铬、钼、铁、镁、锰、镍、铅、硅、锌、铈、镝、铕、钆和钐)的标准分析方法。不同元素的相对标准偏差在1％～5％范围内。     

电感耦合等离子体质谱法测定铀铌混合氧化物中的钐、铕、钆、镝

建立了应用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定铀铌混合氧化物中痕量的稀土元素(Sm、Eu、Gd、Dy)的方法。这四种稀土元素在核燃料中的含量在10-7 g/g以下,但热中子截面很大,准确测定其在核燃料中的含量对于核燃料的研究至关重要。样品经HNO3-HF快速溶解后,应用CL-TBP萃淋树脂分离U基体,以115In作为测定内标校正基体干扰和仪器漂移,标准模式下应用ICP-MS定量测定淋洗液中Sm、Eu、Gd和Dy,半定量分析基体U。四种稀土元素的质量浓度为0.01~1.00μg/L,线性关系良好,线性相关系数(r)均大于0.999,检出限为0.001~0.002μg/L。对于添加0.2μg/L的稀土元素,稀土元素的回收率为84.3%~97.3%,相对标准偏差(sr)为5.3%~8.7%(n=6),能够满足实际样品测定需要。     

同位素稀释电感耦合等离子体质谱:硅酸盐岩中铀和钍的快速、准确、直接测定法

本文评述了采用同位素稀释电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)来测定硅酸盐岩石中痕量铀和钍的可能性。与采用热离子质谱仪的传统同位素稀释法相比,本方法的主要优点是大大地增加了测样速率,而精确度和准确度并无显著降低。这是由于在大气压下直接进行液体取样并能够对原液测量同位素比值,而不需要把分析对象从基体元素中分离出来,同位素稀释ICP—MS法减轻了对基体匹配标准的需要。此外,本法对可能引起强度漂移的因素(如等离子体质谱仪接口的阻塞和离子束散焦)和化学效应(如氧化物的形成)并不敏感。某些国际岩石标准所得结果与推荐值很好一致性。