熱電離同位素質(zhì)譜計校準規(guī)范

本規(guī)范適用于各種不同類型的熱電離同位素質(zhì)譜計(以下簡稱質(zhì)譜計)的校準。2引用文獻使用本規(guī)范時，應注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。某元素所具有的各種同位素在該元素中所占有的原子份額。同位素豐度表示方法有：(1)原子分數(shù)：某種穩(wěn)定性同位素所具有的摩爾原子數(shù)與該元素總的摩爾原子數(shù)之比；(2)原子百分：以百分數(shù)表示的原子分數(shù)。某元素的一種同位素豐度與該元素的另一種同位素豐度的比值。質(zhì)量范圍表示質(zhì)譜計所能測量樣品的質(zhì)量由最小到最大的區(qū)間，單位為原子質(zhì)量單位u。分辨率表征質(zhì)譜計鑒別兩個相鄰質(zhì)量離子束的能力，定義為在質(zhì)譜計的質(zhì)量范圍內(nèi)某一特定質(zhì)量M位置與M+△M位置的兩個離子束分開的程度，并以MI△M表達質(zhì)譜峰形系數(shù)表征離子束成像特征，它與質(zhì)譜計的入口和出口狹縫，離子光學系統(tǒng)場形系統(tǒng)穩(wěn)定性表征質(zhì)譜計供電系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，它是用離子束的穩(wěn)定度來量度。主要依賴于離子源的加速電壓、磁場強度和樣品帶、電離帶供電電流的穩(wěn)定性，與質(zhì)譜計的3.7靈敏度(離子產(chǎn)率)靈敏度表征原子(或分子)與原子離子(或分子離子)的轉(zhuǎn)換效率。即質(zhì)譜計的接收器檢測到某元素的一個同位素離子時，在離子源中需引入的該同位素的原子數(shù)。2豐度靈敏度表征某一質(zhì)量為M的強離子峰拖尾對M+1(或M-1)質(zhì)量位置上的弱峰的影響。無量綱。豐度靈敏度用下式表Iw-1——質(zhì)量為M的離子峰在質(zhì)量M-1位置上的拖尾束流強度，A;Ig+質(zhì)量為M的離子峰在對同一樣品測量結(jié)果之間的一致程度，用測量值的標準偏差或相對標準偏差來計算。一次涂樣所得測量結(jié)果的單次測量標準偏差稱為內(nèi)重復性，多次(3~6)重復涂樣所得結(jié)果的平均值標準偏差稱為外重復性。當樣品在離子源內(nèi)受熱蒸發(fā)時，樣品以分子、原子及離子的形式離開樣品帶的表面，離子離開的速率與其質(zhì)量平方根成反比，輕質(zhì)量離子優(yōu)先于重質(zhì)量離子離開，因此所測離子流的比值隨測量時間而變化，這種現(xiàn)象稱為分餾效應。在進行同位素豐度比的測量過程中，檢測系統(tǒng)的電子學器件對不同質(zhì)量或不同強度的離子流呈現(xiàn)出的物理特性不盡相同，這種現(xiàn)象稱做質(zhì)量歧視。在進行同位素豐度測量時，殘存在分析器內(nèi)前次測量樣品對后面測量樣品同位素豐熱電離同位素質(zhì)譜計是將被測樣品采用表面熱電離方法形成離子，并在電磁場中依其質(zhì)荷比不同實現(xiàn)質(zhì)量分離，從而可進行同位素豐度測量及化學元素定量測量的分析儀器。此類型質(zhì)譜計的主機主要由離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器三部分組成。除此，還配有真空獲取系統(tǒng)、供電控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。表1規(guī)定了熱電離同位素質(zhì)譜計的各項主要技術指標，如質(zhì)量范圍、分辨本領、峰形系數(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定度、靈敏度、豐度靈敏度和測量重復性等的要求。供校準時參考。校準項目1(6～350)(因儀器而異)2250～500(因儀器而異) 3校準項目31000(原子/離子)對Li、U測量45×10?~2×10~*(因儀器而異)56786.1.2具有220V±5V,50Hz±0.5Hz;6kW～10kW供電功能(根據(jù)不同型號儀器而6.1.3實驗室應有接地線，地線與中線之間的電位差<400mV,儀器接地電阻<5Ω。6.1.4實驗室溫度16℃~28℃,溫度的變化不超過1.5℃/h;相對濕度小于70%。6.1.5質(zhì)譜計周圍不得存放與實驗無關的易燃、易爆和強腐蝕性氣體或試劑，不得有強烈的機械振動和電磁干擾。6.2.2兆歐表(500V)6.2.3游標卡尺(200mm×0.02mm)6.3同位素標準物質(zhì)鋰同位素豐度標準物質(zhì)(配制成質(zhì)量濃度為0.1mg/mL標準溶液);鈾同位素豐度標準物質(zhì)(配制成質(zhì)量濃度為0.5mg/mL的硝酸鈾酰溶液);具有證書的國內(nèi)外其他同位素標準物質(zhì)。根據(jù)質(zhì)譜計的技術特性，選擇1至3種。6.4校準對象的檢查和調(diào)整目視、手動檢查儀器主機及附件(符合出廠說明書要求),按說明書正確裝配連接。儀器的按鍵開關、各調(diào)節(jié)旋鈕均能正常工作，無松動現(xiàn)象，指示燈標識正常。按操作說明書開啟質(zhì)譜計：啟動供電電源及自身冷卻水。確信冷卻水正常工作后，依次啟動前級泵、渦輪分子泵和離子泵。在正常情況下，3h后，分別視前級真空表，4高真空表標識，前級真空度應<5×10~1Pa,離子源區(qū)域應<5μPa,分析室區(qū)域應對具有隔離閥的儀器，當閥門關閉，離子源區(qū)具有大氣壓時，分析室部位的壓力應放大器預熱1h后檢驗直流放大器的漂移，在放大器的最靈敏擋用質(zhì)譜計自身的記將0.2μg的Li標準物質(zhì)或5μg的U標準物質(zhì)，分別以LiCl(或Li?SO?,Li?PO?)和硝酸鈾酰的溶液形式，涂在預先處理過的離子源轉(zhuǎn)盤錸帶上，轉(zhuǎn)盤送入質(zhì)譜計，按操作程序啟動質(zhì)譜計。當離子源真空低于5μPa,打開離子源供電電源，分析器真空達到4μPa,向冷阱注入足夠液氮，開始緩慢地加熱電離帶，當電離帶供電的電流達到3A時，開啟離子源高壓，調(diào)整磁場強度尋找’Li*信號，然后再電流，使強峰離子束的強度達到10V擋，仔細調(diào)整轉(zhuǎn)盤的位置和離子源離子透鏡電極的用相同的方法加熱電離帶和樣品帶，調(diào)整磁場強度和離子透鏡參數(shù)，尋找*Re*進而調(diào)整轉(zhuǎn)盤和離子源離子透鏡的電參數(shù)，獲得""Re*的最佳峰形。然后繼續(xù)上述程序獲得2U*或2U”的最佳峰形，并使強峰離子束的強度達到10V擋。加熱離子源錸電離帶，并調(diào)整離子源離子透鏡的電參數(shù)，使Re*和'"Re*的離子55%處的峰寬a(如圖1),按公式(2)計算分辨率：aRe*峰高5%處的峰寬。測量出在10%,50%和90%峰高處的峰寬W?,W?和W?(如圖2所示)。6形高度H,根據(jù)公式(5)計算系統(tǒng)穩(wěn)定度S系。離子束強度達到10V擋，等待(10～20)min,用計算機程控自動獲取數(shù)據(jù)。每次裝樣7用六次重復測量結(jié)果平均值的標準偏差來表述。按(9)式和(10)式計算平均值與平8數(shù)的標識。封頁包括標題(即校準規(guī)范證書),證書的標識(即編號),送校單位的名稱9復校時間間隔9附錄A校準記錄格式校準溫度/℃校準員出廠編號核校員質(zhì)量數(shù)M?.涂在帶上的原子數(shù)N?被測元素摩爾質(zhì)量/(g/mol)接收器高阻，歐姆/Ωt時間記錄的平均流強/(V/V)靈敏度(N?/N*)1在M-1位置1在M+1位置-在50%峰高處峰寬W?123456內(nèi)重復性5;123456熱電離同位素質(zhì)譜計校準證書格式 制造商出廠日期安裝日期