Измерение изотопных отношений

Низкие пределы обнаружения (уран в водном растворе измеряют на уровне нескольких пикограмм на миллилитр) и возможность одновременного определения природного происхождения материала путем измерения изотопных отношений являются отличительными особенностями метода, что имеет решающее значение для ядерной промышленности. [c.854]

Наряду с электронным умножителем используется и коллектор Фарадея. Он применяется для регистрации более сильных токов, чем детектируемые ВЭУ, а также при прецизионных исследованиях, например при измерении изотопных отношений. [c.859]

Чувствительность по аргону 10- А/Па (при разреш. способности 80—100) воспроизводимость результатов измерения изотопного отношения Кг/ Кг не более 0,5% (однолучевым методом) и не более 0,05% (двухлучевым методом). Потребляемая мощность 2,5 кВт. [c.270]

Как было упомянуто в гл. 2, расхождение между вычисленными физическими и измеренными химическими атомными весами элементен вызвано трудностью точного измерения изотопных отношений для элементов,содержащих распространенные изотопы. Трудности, присущие измерению отношения двух изотопических пиков, сильно отличающихся по интенсивности, увеличиваются, если последние образуются не одним соединением. В этом случае ограничиваются получением воспроизводимых отношений. Абсолютные отношения измеряются редко чаще всего необходимо добиться лишь высокой чувствительности, даже при измерении разницы в распространенностях изотопов. Имеется много факторов, вызывающих случайные и систематические ошибки в определении распространенности. Вначале рассматриваются ошибки, имеющие место при масс-спектрографических определениях 11334], а затем возможные ошибки в масс-спектрометрии. Масс-спектрограф не может конкурировать с масс-спектрометром в измерении относительной распространенности. В самом деле, образцы, изученные на масс-спектрометре, использовались для калибровки масс-спектрографов при исследовании распространенности изотопов. Так как масс-спектрографы широко применялись в прошлом для измерений распространенности изотопов и используются сейчас при элементарном анализе нелетучих твердых тел в искровых ионных источниках, то имеет смысл прежде всего рассмотреть ошибки, возникающие при фотографическом методе регистрации. [c.72]

Геохимики не замедлили применить масс-спектрометрический метод для решения своих проблем методики точного определения распространенности и анализа микроэлементов сыграли большую роль в их исследованиях. Они с успехом измеряют температуры, при которых протекали реакции в отдаленные времена. Измерением изотопных отношений им удается устанавливать происхождение минералов и отличать органический углерод от углерода неорганического происхождения. На основании измерения изотопного состава и определения микроколичеств некоторых изотопов в различных минералах можно устанавливать возраст этих минералов, периоды полураспада в некоторых процессах и исследовать ядерные реакции, вызываемые космическими лучами. [c.181]

В лаборатории автора такая система в сочетании с ручной разверткой масс-спектра применялась для измерения изотопных отношений. На шкале длиной не менее одного метра можно измерять высоты пиков с такой же высокой точностью, как и на других регистрирующих системах. Линейность регистрирующей системы этого типа и их чувствительность при использовании для измерения больших ионных токов шунтирующих сопротивлений могут быть определены быстро и точно при помощи потенциометра постоянного тока. Измерение напряжения, поданного на регистрирующую систему, осуществляется с точностью 10" %. Ошибки в таких системах могут быть следствием изменения положения нуля гальванометра при измерении высот пиков, дающих большие отклонения. Поэтому между измерениями необходимо тщательно проверять постоянство нулевой точки. [c.227]

Уравнения [98], [99] и [100] обеспечивают получение трех независимых величин, характеризующих возраст радиоактивных минералов, рассчитываемый на основании изотопного анализа радиогенного свинца, присутствующего в минерале в сочетании с анализом общего количества свинца, урана н тория, также присутствующих в минерале. Определение содержания свинца, урана и тория проводится либо методом изотопного разбавления [434] (гл. 3), либо, несколько менее точно, обычными химическими методами. Необходимо учитывать влияние загрязнений обычным свинцом, например при измерениях распространенностей изотопов свинца в образцах нерадиоактивных минералов, в которых могут присутствовать и радиоактивные минералы. Однако вводимая поправка вносит некоторую неопределенность наиболее точное значение возраста минералов получается в том случае, если поправка на загрязнение обычным свинцом мала, что следует из незначительного содержания в образце ФЬ. На рис. 174, а представлено в качестве примера измерение изотопных отношений в образце уранового свинца, практически свободного в основном от примесей свинца из других источников. Высота пика ионов с массой 206 примерно в 15 раз больше всей шкалы. Пик с массой 208 вызван наличием следов обычного свинца, присутствующего в образце, — наиболее [c.464]

Измерение изотопного отношения [c.508]

При выборе рабочих масс для измерения изотопных отношений элементов следует придерживаться следующих положений [c.58]

Из расчетов видно, что преобладающее влияние оказывает эффект рассеяния ионов за счет упругих соударений с молекулами остаточного газа. Поэтому при измерении изотопных отношений элементов с преимущественным преобладанием основного изотопа (S, С, О) необходимо определять степень наложения хвоста более интенсивного пика на пик, соответствующий малораспространенному изотопу. В тех случаях, когда такой привнос превышает 0,5%, при расчете величины б следует вводить соответствующий поправочный коэффициент [50]. Легко можно показать, что для серы с = 22,22 привнос незначи- [c.65]

Выше предполагалось, что газовые образцы достаточно хорошо очищены от паров воды, вредно влияющих на характер измерений изотопных отношений. Если же нет уверенности в чистоте образцов, то с помощью вспомогательных ловушек 11, охлаждаемых смесью ацетона с сухим льдом, из исследуемого газа удаляются пары воды. [c.74]

M. . Чупахин. Разработка прецизионных методов измерения изотопных отношений легких элементов на масс-спектрометре МС-2М. (Дисс.), [c.94]

В. И. Устинов, В. А. Гриненко. К анализу компенсационной схемы для прецизионных измерений изотопных отношений.— Зав. лаб., 1964, 5. [c.94]

Таким образом, можно говорить о том, что у С теста дыхания существует единственное неоспоримое (пока ) достоинство — дешевизна аппаратуры, используемой для счёта распадов С. Даже отвлекаясь от проблем, которые здесь существуют (необходимость работы с токсичными жидкостями, возможность установки прибора в специализированных лабораториях), можно отметить, что перспектива создания прибора для измерения изотопного отношения 13С/12С в выдыхаемом воздухе по цене 10-15 тыс. долл. представляется вполне реальной. [c.478]

Эталонным методом измерения изотопного отношения является масс-спектрометрия. Данный метод весьма точен и позволяет измерять с точностью 0,1 %о, однако масс-спектрометры являются приборами дорогостоящими, что обусловило многочисленные попытки создать анализатор изотопного отношения, основанный на других принципах. [c.480]

Это означает, что наименьшая ошибка метода изотопного разбавления при определенных условиях может быть равна частной ошибке масс-спектрального измерения изотопного отношения. [c.161]

Рассмотрены предельные ошибки масс-спектрального метода изотопного разбавления. Приведены соотношения, характеризующие оптимальное использование метода, его точность и чувствительность. Показано, что при наличии искусственно полученных изотопов определяемого элемента предельная ошибка метода изотопного разбавления может быть равна частной ошибке измерения изотопного отношения на масс-спектрометре. Даны формулы, характеризующие повышение чувствительности метода изотопного разбавления. Чувствительность метода изотопного разбавления повышается при уменьшении ошибки измерений изотопных отношений. Библ. 7 назв. [c.505]

Общая ошибка метода изотопного разбавления складывается из ошибки химической подготовки при взвешивании, определении объемов и т. п. и ошибки масс-спектрометра в измерении изотопных отношений образца, индикатора и их смеси. Формулы, связывающие между собой все эти ошибки, приведены в работе [62]. [c.132]

Нир использовал этот поправочный коэффициент для получения величины относительной распространенности изотопов углерода, кислорода, азота и калия. Для полной достоверности результатов Нир производил измерения изотопных отношений на Двух масс-спектрометрах на первом использовали молекулярное натекание эталонного аргона, на втором— вязкостный поток образца того же состава, для которого требовалось вводить соответствующую поправку таким образам отношение ионных токов пересчитывали с учетом множителя, равного корню квадратному из отношения масс-изотопов. Лишь в случае аргона, когда проводилось прямое сравнение с эталоном, можно было с уверенностью исключить систематическую ошибку. Однако и для других образцов принято считать, что систематические ошибки меньше ошибок, Г48 [c.148]

В. Измерение изотопных отношений [c.182]

Потенциально полезным для масс-спектрометрии с искровым источником ионов является детектор ионов, использующийся при исследовании изотопных отношений методом вторичной ионной эмиссии (Андерсен и др., 1964). Прибор настраивается так, что два измеряемых изотопа располагаются по разные стороны от оптической оси прибора (см. рис. 13.11). На отклоняющие пластины подается переменный потенциал таким образом, что изотопы последовательно направляются на щель коллектора, расположенную на оптической оси. На выходе прибора расположен фотоумножитель, сигналы которого синхронно с переключением пиков направляются в соответствующие ячейки. Отсчеты накапливаются и затем производится измерение изотопных отношений. В этом важном для развития метода устройстве амплитуда переключения достаточно мала, так что можно осуществить накопление только ионных токов, соответствующих двум изотопам, массы которых отличаются от средней меньше чем на 7,5%. Во время переключения пиков на счетчик подается запирающий импульс длительностью 50 мкс, так что в заданном интервале можно измерять любые две линии, несмотря на то что между ними могут располагаться другие пики. [c.182]

И азота) и отсутствие необходимости в калибровочных стандартах. К недостаткам относятся трудности при достижении равновесных условий, использование масс-спектрометра, приспособленного для измерения изотопных отношений, и высокая стоимость обогащенных стабильных изотопов. [c.379]

Ионный пучок экранирован разрешающей щелью от поперечного поля, ускоряющего электроны. Перед щелью помещены две пары пластин, служащих для отклонения пучка ионов вдоль оптической оси прибора. Приложив к ним переменное напряжение с частотой 1 кГц, можно регистрировать детектором попеременно два пучка ионов. В случае необходимости оба пучка, расположенные между измеряемыми пиками, могут быть отключены с помощью запирающего импульса длительностью - -50 мкс. Такое устройство позволяет с помощью двухканальной регистрирующей системы интегрировать два выбранных пучка ионов и, в частности, производить измерения изотопных отношений с высокой точностью. Массы пар ионов, выбранных для измерения, должны отличаться не более чем на 7%. [c.417]

Общая схема проведения анализа изотопным разбавлением стабильными изотопами состоит во взвешивании и раст ворении анализируемого образца добавлении к раствору известного количества обогащенного изотопом-индикатором компонента уравновешивании индикатора с образцом выделении определяемого элемента, представляющего собой смесь нормального изотопа и изотопа-разбавителя, в чистом виде измерении изотопного отношения в выделенном препарате. Этот метод не требует полного извлечения элемента и учета потерь в процессе анализа. Условием правильности метода является полнота изотопного обмена между всеми фазами. [c.142]

Изотопный обмен в жидкой фазе и измерение изотопных отношений на масс-спектрометре выполнены в работах [51, 254, 925]. Этим способом определяют азот в Ре, N1, Со, Сг, Мп, В, Т1, Хг, Ьа, Се, Рг, Та, Мо, МЬ и их сплавах. Чувствительность анализа 10 —10 вес.%. [c.241]

В работе [96] предложено проводить обмен между нагретым образцом в твердой фазе и индикатором в газовой фазе. При измерении изотопных отношений используют методы эмиссионного спектрального анализа. Этот вариант относительно прост и универсален. Авторами разработаны методы определения газов более чем в 20 металлах. Для ускорения скорости диффузии газов в твердых образцах предложены варианты высокотемпературного изотопного обмена с применением полого катода, используемого одновременно для уравновешивания изотопов и возбуждения свечения их спектров, а также с применением квантового генератора [87а] и искрового масс-спектрометра ,[64, стр. 97]. [c.241]

ТИМС (термоионизационная масс-спектрометрия) является одним из лучших методов по точности (воспроизводимости). Это делает данный метод пригодным для измерения изотопного отношения, особенно при использовании электрометра Фарадея и секторного масс-спектрометра. Воспроизводимость может быть на уровне 0,1%, например для Са/ °Са, Mg/ Mg. В зависимости от приложения может быть необходима поправка на фракционирование изотопов, зависящее от массы. Метод ТИМС относительно нечувствителен к многоатомным помехам, особенно к тем, которые связаны с наличием Аг, таким, как в ИСП-МС (масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой) или ТРМС (масс-спектрометрия с тлеюцщм разрядом). Производительность составляет примерно 20 проб в день, что лучше, чем в ИИМС (масс-спектрометрия с искровым источником), но не так хорошо, как в ИСП-МС. [c.142]

Наиболее удобным соединением для измерения изотопных отношений углерода является СО2, в связи с чем химическая подготовка заключается в переводе углерода исследуемых веществ в СО2. Главными требованиями подготовки проб являются полнота сжигания, желательно 100 %-ный перевод углерода исследуемого образца в углекислый газ, и его чистота. Обычно используют методику, по которой проводят окисление продуктов в атмосфере кислорода при 900 °С в реакторе, заполненном окисью меди [Га-лимов Э. М., 1968 г. raig Н., 1957 г.]. [c.408]

Масс-спектрометр является уникальным прибором, позволяющим определять разницу в изотопном составе исследуемых соединений. Выше упоминалось, что, определяя относительное содержание дейтерия, удается различить спирт, полученный в процессе брожения, от синтетического продукта, полученного из этилена. Аналогичным способом можно установить различие между рядом искусственных и естественных продуктов. При исследовании макромолекул часто требуется определить метод введения данной боковой цепи в молекулу. В некоторых случаях это можно решить на основании измерения изотопных отношений. Например, группа карбоновых кислот может быть получена из углеводородов окислением либо прямым синтезом из двуокиси углерода. Декарбоксилирование кислоты приводит к двуокиси углерода, содержащей различное количество в зависимости от того, связан ли углерод генетически с углем или с углеродом, имеющимся в атмосфере в виде двуокиси углерода таким образом, содержание может указать на метод получения кислоты. В литературе не имеется данных о получении сведений, касающихся условий проведения реакций на основании измерений изотопных отношений, и хотя теоретически можно использовать для этой цели изменение константы равновесия реакции от температуры, применение подобного метода кажется маловероятным. Наиболее ответственные задачи идентификации микропримесей связаны с исследованием продукта конкурента. Соединения, которые необходимо идентифицировать, содержат следы растворителей и промежуточных продуктов, используемых при их производстве. Их идентификация позволяет уточнить пути производства. В том случае, когда неизвестен состав окончательного продукта, идентификация промежуточных продуктов также позволяет получить его формулу. [c.182]

Широкий диапазон интенсивностей ионов в большинстве масс-спектров обусловливает необходимость применения методов уменьшения больших пиков. Это может быть сделано либо, в пределах усилителя, например путем изменения входного сопротивления или изменением усиления одной или двух ступеней, или переключением выхода усилителя (т. е. на входе самописца). Последний метод более удобен для усилителей с глубокой отрицательной обратной связью, которые пригодны для измерения широкого диапазона ионных токов. Недостаток первого метода состоит в том, что включение высокого входного сопротивления требует очень хорошей изоляции достоинство — возможность избежать поляризации и других неомических эффектов во входных сопротивлениях. С шунтирующей систем ой (переключатель пределов) можно работать вручную, однако это медленно и поэтому нецелесообразно, особенно при общей автоматической регистрации. Первая автоматическая регистрирующая система для масс-спектрометра [1885, 1886] не включала шунтирующую схему. Действительно, для некоторых случаев измерения изотопных отношений она не необходима [1001]. Было показано, что ручной переключатель пределов можно использовать в сочетании с автоматической регистрацией, но при этом развертка должна быть достаточно медленной, чтобы можно было успеть выбрать соответствующее шунтирующее сопротивление перед появлением пика [471]. Еще один метод состоит в регистрации спектра при низкой чувствительности для получения приближенных сведений об относительной интенсивности пиков в спектре. Затем повторяют развертку и вручную выбирают соответствующий шунт. Однако вгсьма просто включить автоматический выбор чувствительностей. Для этой цели можно использовать, например, концевой выключатель на верхнем конце шкалы самописца [924]. Наличие такого выключателя позволяет переключать чувствительность один или несколько раз. Однако более целесообразно выбрать момент переключения пределов при помощи электронных схем. Переключатель чувствительностей реагирует на напряжение сигнала немедленно, а перо всегда отстает от сигнала и никогда не совершает полного отклонения на всю шкалу. Поэтому перо всегда ближе к тому отклонению, которое соответствует следующей ступени чувствительности, чем если бы эти чувствительности выбирались концевым переключателем. Лоссинг, Шилдс и Ходе [1259] при электронном переключателе пределов использовали следующие соотношения 1 3 10 30 100 300. Эти величины являются обычными, но нельзя ручаться, что при таком шунтировании пики высотой менее 30% от общей величины ш <алы будут измерены с достаточной точностью. В процессе работы переключателя пределов на переднем конце пика прочерчиваются выбросы . Подсчет числа этих выбросов позволяет определить, на каком пределе [c.230]

В76. Berry С. Е., Влияние начальных энергий па масс-снектры. (Полученные кривые показали, что результаты измерения изотопного отношения сильно зависят от геометрии системы и ускоряющего напряжения.) Phys. Rev., 78, 597—605 (1950). [c.607]

При разбалансном методе измерения изотопных отношений природных образцов, о котором идет речь в настоящей работе, напускная система обладает следующими принципиальными особенностями [c.70]

Величина Ь при измерении изотопного отношения азота У129/] 28 порой достигала 2% при повышенном давлении газа. Другие экспериментаторы [85] считают добавку более интенсивного пика /а к пику /] редкого изотопа квадратичной = К Ь+ Они компенсировали такой вклад посредством корректирующего смещения, подающегося на динамический конденсатор. Коэффициенты Кх и /Са в -свою очередь являлись функциями ионных токов и определялись для каждого значения /г- [c.150]

Дупчик и сотр. (1964) сообщили об электронной системе обработки результатов анализа, основанной на быстром повторяющемся сканировании масс-спектра отдельные линии приводились в соответствии с массами ионов в диапазоне от 6 до 250 а. е. м. Преимущество этой системы состоит в непрерывном усреднении во времени, благодаря чему увеличивается отношение сигнала к шуму достигнуты точность результатов 1 % (при измерении изотопных отношений) и чувствительность 1000 млн-. [c.141]

Электрическую регистрацию можно также использовать для измерения изотопных отношений с более высокой точностью, чем с фотографической пластиной. В принципе возможно прямое измерение распространенности изотопов различных элементов непосредственно в рудах, но для этого необходимо улучгпить воспроизводимость результатов. Однако электрическую регистрацию можно и в настоящее время использовать для анализа методом изотопного разбавления (Паульсен, Альварец, 1968), который уже осуществляется с фотографической регистрацией. Если необходимо исследовать только примеси, находящиеся на поверхности образца, вероятно, нужна будет очень быстрая система переключения пиков или даже одновременная регистрация по способу, предложенному Штраусом (1941). [c.182]

Масс-спектральные методы, так же как в спектральном анализе, для определения газообразующих примесей применяются для трех целей 1) после предварительной вакуумной экстракции для окончательного определения 2) для измерения изотопных отношений в газовой фазе при анализе методом изотопного разбавления (см. ниже) 3) использование искровой масс-спектрометрии в случае совмещения процесса экстракции с ионизацией и последующим определением примеси. Обзор масс-спектральных методов онределешш газообразующих примесей сделан в работах [274, 410]. [c.237]

Измеренные изотопные отношения скоростей (йн/ о на связь) были равны 10—18 при 195 К и 6—8 при 300 К для этила- а и 3 при 195 К и 2 при 300 К для этила -йз в приемлемом согласии с рассчитанными значениями. Большие эффекты в случае 2 обусловлены в основном низкими значения.лш для отрыва О отСНаОСНО, образованного при присоединении атома Н к СНО СНО [11]. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология