~(129)I的小型化AMS测量技术研究

基于中国原子能科学研究院自主设计建造的端电压为0.3 MV的加速器质谱系统,开展~(129)I的测量技术研究,通过离子的传输、气体剥离、电荷态选取、本底排除等方法实现了~(129)I的高效、高精度与高灵敏测定,系统的测量效率高于50%,测量精度达到0.4%,测量灵敏度可以达到~(129)I/~(127)I=1×10~(-14)。     

基于0.3MV小型AMS的~(129)I测量方法研究

<正>基于中国原子能科学研究院自主设计建造的端电压为0.3 MV的AMS(图1)开展了~(129)I的测量技术研究,通过离子的传输、气体剥离、电荷态选取、本底排除等方法实现了~(129)I的高效、高精度与高灵敏度测量。1粒子传输过程~(129)I-离子的传输通路通过127I-离子束流进行模拟。测量样品形式为AgI与银粉按1∶1质量比混合后压入钛锥。调整离子源参数、静电分析器电压、注入磁铁磁场后,将得到的最佳~(127)I-束流     

西安加速器质谱中心多核素分析的加速器质谱仪

西安加速器质谱中心拥有的一台3MV的分析多核素的加速器质谱仪(Xi'an-AMS)是我国地学、考古、生物医学及其它运用AMS技术领域的一个实验平台.本文介绍四个核素(10Be、14C、26Al和129I)验收达到的先进水平,特别是测得14C/12C测量精度为0.2%,10Be/9Be最小比值为3.65×10-15.本文还介绍了该AMS的主要技术特点.     

西安加速器质谱仪的运行和工作状况

西安加速器质谱仪(Xi'an-AMS)于2006年8月正式投入运行.在近两年的分析测试中,仪器运行正常,成功测试了14C、10Be、26Al和129I等共2 741个待测样品,对外测试服务占总测样品数比例达50%.为进一步优化仪器的测试性能,提高测样效率,西安加速器质谱中心与荷兰高压静电公司(HVEE)合作,对原有离子源部分进行升级改造,并对计算机控制部分做了优化.改造后的离子源头可以长时间稳定运行,且在14C测量中未发现记忆效应.     

用于加速器质谱测量的~(151)Sm实验室参考标准的研制

介绍了用于HI-13串列加速器质谱(Accelerator Mass Spectra,AMS)测量的~(151)Sm实验室参考标准的研制。~(151)Sm是长寿命放射性核素,自然界不存在。通过富集稳定同位素150Sm(n,γ)反应合成~(151)Sm,并以热电离同位素质谱仪(Thermal Ionization Mass Spectrometry,TIMS)测得样品中同位素比~(151)Sm/150Sm为3.75×10-3,相对不确定度为0.06%。然后加入稳定的同位素154Sm稀释,制得~(151)Sm/154Sm比值分别为(9.25±0.08)×10-7、(8.87±0.08)×10-8、(8.08±0.08)×10-9的系列参考标准。     

用于加速器质谱测量的长寿命核素182Hf标准样品的制备

介绍了用于加速器质谱(AMS)测量的182Hf标准样品的研制过程.主要包括四个步骤:1、放射性核素的人工合成;2、同位素比值的准确测定;3、标准样品的稀释;4、AMS测量样品HfF4的制备.目前,合成标样的起始同位素比182Hf/180Hf的TIMS测定结果为(2.33±.07)×10-6,并研制出了一系列标准样品,182Hf/180f的比值从10-6到10-13,并且给出了不同比值标准样品的不确定度.     

黄土样品的BeO制备及AMS测量

采用常规方法提取黄土-古土壤样品中的10Be,制备BeO样品时,无法有效降低样品中B含量,导致在10Be AMS测量中本底值偏高.本文对BeO制备方法进行了优化.新的制备流程改进了阳离子树脂交换、Be(OH)2转化为BeO的灼烧方式以及实验所采用的仪器设备.在西安加速器质谱仪(Xi'an-AMS)上测试结果表明,采用该化学流程制备的BeO样品化学本底可以达到2.04×10-14.本文还介绍了Xi'an-AMS测量10Be的方法与测量结果.     

~(10)Be/~9Be标准样品的制备和加速器质谱测量

按重量法用高纯度的天然Be的化合物BeSO4·4H2O稀释10Be/9Be标准参考物质SRM4325,制备系列同位素比标准样品。在北京HI-13串列加速器的AMS系统上对该系列标准(10Be/9Be比值为2.68×10-11～2.38×10-12)进行测量。结果表明,10Be/9Be比值测量值与标称值有很好的线性关系,并且经SRM4325归一化后的测量值与标称值吻合,其比值在0.96～1.06之间。这表明该系列标准样品能够用于北京HI-13串列加速器AMS系统对地质环境样品中10Be/9Be绝对比值的测定中。~(10)Be/~9Be标准样品的制备和加速器质谱测量@李世红 @何明 @姜山 @管永精…     

环境土壤样品中~(129)I的测定

在对环境土壤中129I的分析过程中,使用了混合碱熔融和碱-过氧化物熔融2种预处理方法。结果显示,前者操作相对简单,但化学回收率稍低。采用AMS对129I进行测量。对IAEA土壤参考物质IAEA-375中129I含量的分析结果为(1.59±0.04)mBq·kg-1,与IAEA推荐值(1.7±0.4)mBq·kg-1在95%置信度下一致。说明两种预处理方法均适用于土壤样中129I分析的样品预处理。环境土壤样品中~(129)I的测定@常志远 @赵敏 @蒋崧生 @赵永刚     

~(60)Fe的加速器质谱测量方法及应用

正~(60)Fe在核天体物理、生物医学以及核设施安全方面有非常重要作用。实现~(60)Fe的高灵敏测量是实现~(60)Fe应用的基础。利用加速器质谱测量~(60)Fe目前是实现~(60)Fe高灵敏测量的唯一方法。中国原子能科学研究院AMS小组基于HI-13串列加速器和Q3D磁谱仪开展了~(60)Fe的AMS测量方法研究,成功排除了同量异位素~(60) Ni的干扰,测量灵敏度好于1×10~(-13)。图1、2分别是对1×10~(-10)的标准样品和空白样品的二维能量谱。从图1可看出,~(60) Ni和~(60)Fe已很好被分离开,从图2可看出,空白样品的计数为0,~(60)Fe的测量灵敏度好于1×10~(-13),这为以后寻找铁锰结壳中     

环境水中~(129)Ⅰ的测定

主要介绍大体积水样中~(129)I的测定方法及示范应用。100L以上的环境水样用强碱性阴离子交换树脂(201×7Cl~-型)搅拌吸附浓集,用活性氯浓度8.0％的NaClO解吸,CCl_4萃取,水反萃,AgNO_3沉淀制成AgI源,用加速器质谱计(AMS)测定~(129)I。方法回收率60％以上,最小可探测限为2×10~(-10)Bq/L,比目前通用的中子活化分析法高4～5个数量级。通过首次对全国有关地区环境水样中~(129)I的测定所获得的结果,充分表明该法简便、快速、灵敏度很高,适用于各种环境水样。     

环境水中~(129)Ⅰ的测定

主要介绍大体积水样中~(129)I的测定方法及示范应用。100L以上的环境水样用强碱性阴离子交换树脂(201×7Cl~型)搅拌吸附浓集,用活性氯浓度8.0％的NaClO解吸,CCl_4萃取,水反萃,AgNO_3沉淀制成AgI源,用加速器质谱计(AMS)测定~(129)I。方法回收率60％以上,最小可探测限为2×10~(-10)Bq/L,比目前通用的中子活化分析法高4～5个数量级。通     

利用加速器质谱法测量~(128)I(n,γ)反应截面的方法研究

正~(128)I(n,γ)~(129)I热中子截面是核物理等学科研究中的重要参数,对于国防核数据、恒星演化模型、反应堆设计、废物处置等研究有重要应用意义。目前,此截面在国内外还没有实验数据,因为~(128)I是短寿命核素,很难对其(n,γ)热中子截面准确定量。本研究运用加速器质谱法,利用其高测量灵敏度和能有效排除分子本底与同量异位素本底的优势,避免了对~(128)I的直接测量,而是对~(129)I的测量间接获得截面信息。为得到~(129)I,先制定样     

一种兆伏级低能加速器端电压的校准方法

受设备使用年限、工作环境和零部件更换等因素影响,兆伏(MV)级低能加速器端电压需要通过较准保证经端电压加速决定的出射离子的能量。本方案以2×1.7 MV串列加速器为例,利用12C(p, p)12C材料非卢瑟福背散射谱在1 750 keV能量点附近出现一个孤立的质子共振散射单峰的特点,采用质子(proton, p)束流垂直入射到高纯石墨靶获得12C(p,p)12C的非卢瑟福背散射谱,结合多道分析器(MultichannelAnalyzer,MCA)和SIMNRA6.05拟合程序,定量测量到入射质子束在石墨靶表面发生共振散射的能量阈值为(1 744±2) keV,从而外推出此时加速器端电压的实际值,并对校准结果进行了误差分析。这为MV级低能静电型范德格拉夫加速器(Van der Graff accelerator)或串列加速器在低能区提供了一种有效的端电压较准方法。     

AMS 10Be测量本底研究和改进

10Be是加速器质谱(AMS)测量中重要性仅次于14C的核素,在第四纪地质研究等方面发挥着重要作用.为开展岩石暴露年龄测定和黄土中10Be含量测量等应用研究,北京大学加速器质谱(PKUAMS)在设备改进的基础上对10Be测量本底进行了较为系统的研究,使测量本底达到了6×10-15.本工作主要介绍AMS 10Be测量本底的主要来源,从提高10Be离子计数率与抑制7Be干扰本底两个方面对10Be测量本底进行了较为系统的研究与改进.     

环境水样品中~(131)I、~(126)I 的测定

本文介绍环境水样品中~(131)I、~(125)I 的测定方法。采用强碱性阴离子交换树脂浓集,CCl_4萃取,最后制成 AgI 沉淀源,由低本底β计数器和γ谱仪及 X 射线谱仪测定。本方法灵敏度对~(131)I 为7.7×10~(-14)Ci/1(2.8Bq/m~3),对~(125)I 为0.578×10~(-12)Ci/1(21.4Bq/m~3)。对环境中地下水、水库水、海水各取5—101,加入~(131)I 强度2.8×10~(-12)Ci/1(0.1Bq),试验结果其化学回收率分别为75—80%,放化回收率与化学回收率相符合。本方法对~(106)Ru-~(106)Rh 核素和总裂片的去污系数在1.2×10~5以上。10小时可分析6个样品。     

AMS检测铅中超重核~(298)Fl

理论物理学家根据壳模型预言自然界存在超重稳定岛,然而迄今为止没有找到。本文利用加速器质谱(AMS)开展高灵敏的超重核~(298)Fl的测量方法研究,其中主要包括测量样品的选择、离子源引出形式的确定、超重核的传输与测量和测量系统稳定性的监测。超重核~(298)Fl的每种样品测量计数均为0。理论计算结果表明,在所测的铅样品中,超重核~(298)Fl与Pb的原子个数比值上限约为10-12~10-14。     

一种新型气体探测器的研制

加速器质谱(accelerator mass spectrometry,AMS)技术因探测对象不同,探测器也应根据需要进行选择。为建立低能量重离子加速器质谱测量技术,本文设计制作一台新型气体探测器并调试应用。该探测器采用厚度50 nm,膜面积8 mm×8 mm的氮化硅膜作为入射窗。采用5.48 MeV的241Am源的α粒子对探测器进行调试,调试后将该探测器安装于中国原子能科学研究院的300 kV小型AMS系统上进行129I粒子测量。经模拟计算以及对探测器的调试、应用,证明该探测器具有较高的能量分辨率,可以很好的实现不同粒子的鉴别,同时测量灵敏度可达到10^-13国际水平,满足低能量重离子的测量要求。     

182Hf的AMS测量技术研究

为实现对¹⁸²Hf岩石样品的AMS精确测量,基于HI-13串列加速器对测量技术和方法等进行了系统的改进,主要包括：¹⁸²Hf空白样品的制备、偏置束流的同时监测技术、加速器系统稳定性检验、交替测量方案的实施、¹⁸²W扣除方法的改进、模拟样品测量检验、岩石样品测量检验及测量结果可信度检验等。实验结果表明,对于1×10^-10(¹⁸²Hf/¹⁸⁰Hf)水平的模拟样品,测量结果的相对不确定度约为12%,基本达到岩石样品的测量要求。岩石样品的测量不确定度较大,主要原因是岩石样品中W的含量较高。     

EN串列静电加速器的维护运行

介绍了北京大学EN串列静电加速器近两年来的维护运行情况.包括加速器工作在较高端电压时的稳定运行条件,其中分压电阻阻值的稳定性及绝缘可靠性和绝缘气体的干燥程度是影响加速器在较高的端电压下稳定运行的非常重要的两个因素;气体剥离压缩循环系统对束流电荷态分布及束流传输的影响,它的使用使得中、高电荷态的离子束成倍增加,提高了束流的传输效率.另外,对小流强离子束进行积分测量的实验研究表明,PIN半导体探测器可用于流强小于0.01 nA的离子束的测量.