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 %     

热电离质谱法测定铀同位素过程中铼灯丝氧化对目标铀离子形成的影响

采用热电离质谱法(thermal ionization mass spectrometry, TIMS)测定铀同位素过程中,质量分馏效应会引起同位素比值测量值偏离真值,一般采用外标校正法对质量分馏效应进行校正,这要求测量过程中标准物质和样品产生一致的质量分馏行为。因此,除考虑点样的一致性外,测量过程中产生单一的目标离子也非常重要。本研究采用热电离质谱技术考察了铼灯丝氧化对铀同位素测定的影响。将1 μg铀以硝酸盐溶液的形式点于铼样品带上,通过监测铀及其氧化物的离子流强度,发现铀主要存在U⁺和UOx⁺(x=1或2)的电离形态,并且灯丝表面氧化程度越高,UOx⁺的产率越高（UOx⁺/U⁺可达到1）。实验结果表明,灯丝去气过程过早使灯丝暴露于大气或点样过程中,以及使用较高的样品蒸干电流都会加剧灯丝的氧化。控制灯丝表面氧化或点样过程中加入石墨,可有效降低UOx⁺的产率,提高目标离子的电离效率。全蒸发测量结果表明,UOx⁺离子流强度大小对测量结果无明显影响,但通过降低UOx⁺的离子流强度,可提高测量结果的重现性,进而提高测量过程中分馏行为的一致性。该研究可为提高铀同位素测定过程中样品的利用率提供理论依据。     

电子倍增器歧视效应和质量分馏效应的修正及其应用

文章介绍了电子倍增器测量引入的质量相关偏差和离子束流强度相关偏差的修正方法,给出了正确的计算公式;叙述了用同位素比值对关系线归一法修正样品蒸发和电离引入的质量分馏效应的方法,给出了计算分馏效应修正因子和计算修正值的公式。用上述方法分别对天然镁和天然锗样品的同位素丰度比值或同位素丰度进行修正后,天然镁同位素的丰度比值为:~(26)Mg/~(24)Mg=0.13938,~(25)Mg/~(24)Mg=0.12660;天然锗的同位素丰度为:~(70)Ge=20.50,~(72)Ge=27.48,~(73)Ge=7.76,~(74)Ge=36.51,和~(76)Ge=7.75。天然样品的分析结果与文献标定值相符。     

热电离质谱法测铀的系统校准

本文提出了一种用于热电离质谱法测铀同位素丰度的可靠的准确的系统校准方法。显著的系统误差主要来自分馏效应和测量电路(其中包括收集器)的非线性。其余的误差因素都被当作随机误差处理了。而系统误差可以藉助两个修正因子,即分馏效应修正因子和非线性修正因子加以修正。用上述方法,以NBS铀标准参照物为核准标准,在丰度比200:1到1:200的范围内,准确度好于0.3%。     

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%。     

高分辨等离子体质谱法测定锂同位素丰度的方法研究

在核燃料中,锂同位素丰度是重要的检测对象。近十多年来,快速发展起来的ICP-MS技术具有分析速度快,成本低,灵敏度高等优点,已应用核材料中铀、铅等同位素测定。本文研究了高分辨等离子体质谱(HR-ICP-MS)测定锂同位素丰度的技术方法,测定了纯锂化合物中锂同位素丰度。     

同位素比值的精密补偿测量法

在用质谱计作气体同位素比值的测量中,比值的测量精度和准确度受到许多因素的限制,如分馏效应、记忆效应、分辨力、接收器的接收效率、离子流的统计涨落、放大器的噪声、高阻的电压系数、高阻的电流噪声以及样品对离子源的沾污等等。这些因素引起了测量结果的系统误差和偶然误差。比值测量中广泛     

ZhT-03型质谱计的硫同位素测定

稳定同位素的研究在自然界中有着十分广泛的应用,这很早就受到科学工作者的极大重视。自从质谱计问世以来,质谱法就成为测定元素同位素丰度最有效的方法。1930年阿斯顿(Aston)为进行同位素丰度的精密测定,首次提出了离子流的双接收方法。1941年斯特劳斯(Straus)利用双接收及零位补偿法较精密地完     

镁和钆混合同位素质谱分析

本工作曾将难电离的镁元素和稀土元素钆以一定的化学形态涂在同一条样品带上成为混合样品,同时对镁和钆两种元素同位素进行质谱分析。实验结果表明用1～2微克的混合样品进行质谱分析,可获得稳定离子流达1小时以上。用这种方法对镁和钆同位素分离产品进行了同位素丰度测定。     

碳纳米材料的非还原热离子发射特性的比较

本文主要从测定时间、样品带的电流强度、观测到的目标离子流强度和得到结果的精度等几个方面出发 ,比较了使用几种不同的碳纳米材料 ,如纳米石墨、纳米碳黑和纳米碳管等测定氯同位素的情况 ,并把这些与使用普通石墨测定氯同位素得到的结果做了比较。研究发现这几种碳纳米材料测定的氯同位素比值比使用普通石墨测得的比值高 ,测量的精度比使用普通石墨测得比值的精度低。从这些方面看出 ,它们不适合作为正热电离质谱法测定氯同位素比值的发射剂     

MAT261数据采集时离子流强度的底限探测

The researched experiment of the limit ion intensity is finished in collecting data of isotope analysis on the MAT261.When ion intensity is more than 1.0 mV, a precise isotope ratio is gained if maintaining the stability of isotope ion current by strictly controlling electric current of vaporized strip and ionization strip. When ion intensity is between 1.0 mV and 0.5 mV, a reliable isotope ratio can be gained if maintaining the stability of isotope ion current by strictly controlling each step, increasing integral time and collecting data degree .When ion intensity is less than 0.5 mV, a accurate measure can not be done.     

同位素质谱和无机质谱在化学计量中的应用进展

This report summarizes the application and development of isotopic and inorganic mass spectrometries in chemical metrology. Isotopic and inorganic mass spectrometries play an important role in chemical metrology. They are applied in determination of chemical standard data, such as atomic weights and isotopic abundances, and preparation of isotopic certified reference materials and spikes. Absolute determination method of isotopic abundances and isotopic dilution mass spectrometry method have the metrological characteristic, which have being used in research of chemical metrology.     

多接收双聚焦等离子体质谱法测定高精度同位素比

采用 VG Axiom型多接收双聚焦等离子质谱仪 ( MC-ICPMS)测定 Nd、Pb、U同位素比值 ,应用指数公式对测定的结果进行质量歧视校正。结果表明 :测定参考物质 Ames Nd获得的钕同位素比值为 14 3 Nd/14 4 Nd=0 .5 1 2 1 44± 0 .0 0 0 0 1 5 (确认值为 0 .5 1 2 1 3 5 )、14 5Nd/14 4 Nd=0 .3 4841 7± 0 .0 0 0 0 1 9(确认值为 0 .3 4841 8) ;测定参考物质 NIST SRM981获得的铅同位素比值为 2 0 8Pb/2 0 4Pb=3 6.71 1 4± 0 .0 0 81、2 0 7Pb/2 0 4Pb=1 5 .4886± 0 .0 0 3 8、2 0 7Pb/2 0 6Pb=0 .91 44 5 6± 0 .0 0 0 0 3 9、2 0 6Pb/2 0 4Pb=1 6.93 82± 0 .0 0 3 1、2 0 8Pb/2 0 6Pb=2 .1 660 1± 0 .0 0 0 1 6;测定参考物质 NIST SRM 0 1 0获得的铀同位素比值为 2 3 4 U/2 3 8U =0 .0 0 0 0 5 46±0 .0 0 0 0 0 0 3 (确认值为 0 .0 0 0 0 5 46)     

痕量铱同位素的负离子质谱分析方法研究

铱（Ir）同位素组成可作为理想的核燃料燃耗指示信息。提高Ir待测离子的电离效率,以获得足够强度且稳定的离子流是精确测量痕量Ir同位素组成的关键。因Ir电离电位较高,极难形成稳定的正离子,因此需采用负离子模式。本研究通过对比不同的灯丝材料、灯丝结构、涂样条件、电离温度等因素,建立并优化了Ir的负离子转化条件。通过采用Pt单带、Ba(OH)₂为发射剂涂样,并缓慢提高灯丝电流,50 ng的Ir电离效率可达9.8×10^-4。经氧同位素校正后,Ir涂样量10 ng以上的n(¹⁹¹Ir)/n(¹⁹³Ir)同位素比值与标准溶液的参考值在误差范围内一致,且相对标准偏差优于0.2%,能够满足痕量Ir同位素组成的测量精度要求。     

热电离质谱全蒸发技术在钚同位素丰度测量中的应用

对影响热电离质谱全蒸发测量的主要因素进行研究,包括点样量、同质异位素的干扰等,并将全蒸发技术与传统测量技术测量IRMM-086的结果进行对比.结果 表明,全蒸发技术可在更少的点样量下获得比传统测量法更佳的测量精度,当同位素比值大于10-4时,结果与标准值偏差小于2σ.在50 ngIRMM-086点样量下,全蒸发测量的2...     

VG354质谱计软件系统的改进及功能扩展

根据同位素测这新方法的建立和石墨的非还原离子发射特性等方面研究的需要,在现有VG354质谱计的软件系统功能基础上,改进并开发了该正热电离质谱计的测量新功能。该新增功能依据被测样品设定的初始值,采用峰跳扫描方式自动连续测量随时间的变化一种或几种正离子的离子流强度,同位素比值等数值的变化,同时可将结果输出到打印机或保存到磁盘中,为研究同位素分馏,离子的发射机理以及石墨的非还原离子发射特性等建立了良好的实验条件,并提供了准确可靠的实验数据。     

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。     

热表面电离质谱法测量钚同位素

The plutonium isotopic abundance ratio was analyzed by thermal ionization mass spectrometry (TIMS) with the ion counting technique. The ion counting system was developed and applied by our lab teem on the MAT261. It is verified with the certificated isotopic reference material. Using 3×10^－9 g of plutonium, the combined standard uncertainty of ratio of ²⁴⁰Pu to ²³⁹Pu plutonium isotopes in 3 ng is 0.070%.     

Isotope fractionation in surface ionization ion source of alkaline-earth iodides

The relationship between the isotope fractionation of alkaline-earth elements in the surface ionization ion source and the evaporation filament current, i.e., filament temperature, was studied. It was confirmed that the isotope fractionation depends on the evaporation filament temperature; the isotope fractionation in the case of higher temperature of filament becomes larger. The ionization and evaporation process in the surface ionization ion source was discussed, and it was concluded that the isotope fractionation is suppressed by setting at the lower temperature of evaporation filament because the dissociations are inhibited on the evaporation filament.