同位素稀释-负热表面电离质谱法分析土壤样品中的超微量99Tc

为了定量测定土壤样品中的超微量99Tc,发展了Tc的放化分离纯化流程和负热电离质谱分析技术,自行制备了97Tc稀释剂。建立了土壤样品中超微量Tc的放化分离流程,全流程Tc化学回收率为71%。采用天然Ru粉在高通量反应堆中辐照,提取并标定了97Tc稀释剂(同位素丰度:97Tc,84.77%;98 Tc,15.03%;99 Tc,0.20%)。由于Tc具有极高的电离电位(7.3eV),采用热表面电离质谱(TIMS)难以测量,因此研究了Tc的负热电离质谱分析技术(NTIMS)。对比研究了4种发射剂,使用MgCl2+Ba(OH)2负离子发射剂,Tc标准样品的99 TcO4-(M/z=163)离子流强度可以达到1.7×10-12A。采用该定量分析技术对土壤样品进行了99Tc的定量测定,合成标准不确定度好于3%。     

同位素稀释-多接收电感耦合等离子体质谱测量裂变产物148Nd

采用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS), 用同位素稀释法测量了反应堆辐照后核燃料中的裂变产物148Nd.通过2个标准物质对仪器的稳定性进行检验,得到仪器的2个校正系数K值相差十万分之一.以高纯天然钕为基准稀释剂,用同位素稀释质谱标定浓缩144Nd试剂的质量分数,然后以它作为稀释剂,测量裂变产物148Nd的同位素丰度和质量分数.结果表明,148Nd丰度为0.088 7±0.001 2,148Nd质量分数为(4.65±0 04) ng/g.     

热电离质谱直接测定铀氧化物中氧同位素

本文研究了热电离质谱（TIMS)直接测量粉末状铀氧化物中氧同位素的方法,涉及主要测量条件包括环境中氧、样品带材料、样品颗粒大小和测量方式等对测量结果的影响。对仪器的相关测量参数进行了优化,并建立了TIMS直接测量粉末状铀氧化物中¹⁸O、¹⁶O原子个数比的方法。对TIMS法与经典测量氧同位素的氧化法的测量结果进行了比较,两者的相对偏差为0.2%。TIMS法的¹⁸O、¹⁶O原子个数比测量精度优于0.28%。     

同位素稀释质谱法在临床参考系统中的应用

测量结果溯源是实现医学实验室标准化最重要的策略,旨在保证不同实验室、不同测量方法、不同型号、不同仪器厂家检测结果的准确可比。参考测量程序用于评价其他测量程序获得的同类被测量值的正确度。同位素稀释质谱法(isotope dilution mass spectrometry, IDMS)是具有高计量学特性的基准方法。本文主要对同位素稀释质谱法在临床参考系统中的应用进行综述,介绍基本原理、定量方式及其不确定度,并结合国际检验医学溯源联合会(joint committee for traceability in laboratory medicine, JCTLM)参考系统数据库,分析同位素稀释质谱法在临床参考系统的应用及最新进展,为临床参考系统、同位素应用以及计量相关工作者提供参考。     

燃料元件破坏性燃耗测量过程的质量控制

燃耗是核燃料元件最重要的性能指标之一,其准确测量对新型燃料元件研制和换料周期确定等具有重要意义。破坏性燃耗测量属于强放射性下的精细化学分析,需建立系统的方法对测量过程进行质量控制,确保测量数据准确可靠。本文从方法适用性分析、数据预估、质谱干扰分析、样品污染分析、多种方法验证等方面介绍了破坏性燃耗测量过程质量控制的方法。剖析了重同位素法、¹⁴⁸Nd监测体法、¹⁴⁵Nd+¹⁴⁶Nd监测体法、¹³⁷Cs监测体法等的优缺点和适用范围。介绍了由裂变产额比值预估钕同位素丰度比、由铀同位素丰度比预估燃耗值的方法。分析了质谱测量时由Ce和Sm同位素造成的同量异位素干扰及其检测、排除手段。针对天然本底污染和样品间的交叉污染,分别论述了两种污染源的判断和修正技巧。还探讨了对燃耗值、稀释剂浓度、同位素丰度比等关键数据进行对比验证的方法。     

热电离质谱仪谱峰拖尾原因分析及消除措施

针对热电离质谱仪由于强峰拖尾造成同位素比值测定结果不准确的问题,对谱峰产生拖尾的影响因素进行了分析,并提出了解决措施。结果表明：通过采取对离子源和法拉第接收杯进行清洗、以及对分析管道进行烘烤等措施可以减小谱峰拖尾,从而提高同位素丰度测量的准确性。     

同位素稀释质谱法在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物标准物质汞定值中的应用

为应对欧盟的RoHS指令，中日韩三国建立了标准物质联合定值工作机制。文章系统介绍第一次联合定值合作中应用同位素稀释质谱法 （IDMS）为日本丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS）塑料标准物质中汞定值的方法。首先利用MC-ICP-MS准确测量了202Hg稀释剂、国家标准物质和ABS塑料中汞的全丰度，然后采用国家标准物质标定202Hg稀释剂的浓度，最后利用IDMS测定ABS塑料中汞的浓度。为消除汞的记忆效应，采用5μg/g的Au（2%硝酸溶液）清洗1min，而后用5μg/g的EDTA清洗2min的程序。实验结果验证了实验室的测量能力，首次联合定值为下阶段工作奠定了技术基础。     

扫描电子显微镜结合热电离质谱测定单微粒中铀同位素比值

单微粒铀同位素分析是核保障环境监测技术的重要手段。作为现阶段应用最可靠且广泛的微粒分析技术之一,裂变径迹-热电离质谱(FT-TIMS)技术需依赖反应堆辐照,分析步骤繁琐,效率较低。扫描电子显微镜结合热电离质谱(SEM-TIMS)在保持原有TIMS的高测量精密度的同时,由扫描电子显微镜结合X射线能量色散谱仪(SEM-EDX)完成含铀微粒的寻找和鉴别,由微操作系统进行微粒转移,缩短了分析流程,提高了分析效率。本文应用建立的SEM-TIMS分析方法对已知同位素组成的单分散铀氧化物标准微粒进行了测量,测量结果与其标称值一致。     

质谱法测量碳同位素丰度在气体扩散法分离乙醇中的应用

乙醇是扩散分离碳同位素的一种可行的介质,为得到气体扩散法分离乙醇的分离系数,开展元素分析-同位素比质谱法(EA-IRMS)测量乙醇中碳同位素丰度在气体扩散分离实验中的应用研究。通过文献调研,本研究优化了乙醇样品的制备流程,发展了EA-IRMS用于乙醇碳同位素丰度测定的方法,进行了稳定性测试,实现了对乙醇样品碳同位素丰度的测量。基于气体扩散法的分离实验,获取多次分离实验中精料乙醇和贫料乙醇的碳同位素丰度,经公式推导可计算得到乙醇扩散分离碳同位素的基本全分离系数。本研究为未来开展以乙醇为介质扩散分离碳同位素实验提供了分析基础。     

质谱法测量碳同位素丰度在气体扩散法分离乙醇中的应用

乙醇是扩散分离碳同位素的一种可行的介质,为得到气体扩散法分离乙醇的分离系数,开展元素分析-同位素比质谱法(EA-IRMS)测量乙醇中碳同位素丰度在气体扩散分离实验中的应用研究。通过文献调研,本研究优化了乙醇样品的制备流程,发展了EA-IRMS用于乙醇碳同位素丰度测定的方法,进行了稳定性测试,实现了对乙醇样品碳同位素丰度的测量。基于气体扩散法的分离实验,获取多次分离实验中精料乙醇和贫料乙醇的碳同位素丰度,经公式推导可计算得到乙醇扩散分离碳同位素的基本全分离系数。本研究为未来开展以乙醇为介质扩散分离碳同位素实验提供了分析基础。     

亚皮克量级钚的同位素质谱定量技术研究

为了提高钚的离子产额,实验中采用活性炭粉作钚的同位素质谱分析发射剂,使239Pu的探测灵敏度达到0.5 pg(1±0.15,95%置信度),与采用传统方法探测239Pu的灵敏度10 pg(1±0.5)相比较提高了20倍。利用同位素稀释质谱法成功定量测定了亚皮克量级钚样品。     

可燃毒物铒的辐照及其同位素热电离质谱法测定

铒(Er)是一种适用于轻水堆(LWR)的长效可燃毒物,Er_2O_3的堆内辐照是研究中子毒物Er辐照性能的基本手段。Er_2O_3在高通量工程试验堆(HFETR)中子注量率约为2×10~(14)/(cm~2·s)的辐照孔道中辐照91.3h。采用热电离质谱法(TIMS)测定辐照前、后样品中Er同位素丰度,跳峰模式测定6个Er同位素,低丰度~(162)Er由法拉第杯检测。测定时准确控制升温测量电流,将蒸发带和电离带电流控制在1 400、5 500mA以下,可减小~(168)Yb、~(170)Yb对~(168)Er、~(170)Er的同量异位素影响。结果表明,经中子辐照后~(166)Er、~(167)Er、~(168)Er同位素丰度变化较大,丰度变化与中子吸收截面大小密切相关。