1、现代分析仪器分析方法通则表面热电离同位素质谱方法通则JY /T 004-1996 General rules for surface thermal ionisation isotope mass spectrometry 1997-01-23发布1997-04-01实施t 前本标准的蝙写格式和方法符合GB/T1.1-993(标准化工作导则第1单元标准的起草与表述规则第部分标准编写的基本规定).GB/Tl.4-88(标准化工作导同fti分析h法标准编写规定的要求。本标准的附录A是标准的附录。本标准的附录B是提示的附录a牛二标唯起草单位国家教育委员会本标准主要起草人墙万德杨杰东日次1 1il用.
2、 . . (79) 2 ll用标准 . . .门川3 定义. . (79) 4 h法原理. . . . . (791 5 试剂和材料 . 叮如6仪器.吨。7 样品 . . -仰的8 分析步骤。. u (圳、9 分析结果表述. 叫U10 安全注意事项 . . . . . . . . . . . (8,1) 附录A(幅攒的附注同位素际唯物质.,. (85飞附录B(提爪的附录)槌差比f的叶算公式和拉克逊(Dixon)k . ., . (86) 1 范围表面热电离同位素质谱方法通则General rules for surface thermal ionisation isotope mass spe
3、ctrometry JV /T 004-1996 本标准规定了应用表面热电离同位素质谱仪测定向位章比值的方法。适用于大多数金属元章相少数非金属兀章同位素比值的精确测定。Z 引用标准JJG(教蚕)004-1996在面热电离同位章质谱仪汁量检定规再33 定义3. 1 1在由热电离surfacc thtrmal ionisaton 附着在金属表面的固体排晶莹热蒸发并进4步在灼热的金属茬面上电离的过程。3. 2 11位素丰度isotopic abundance 在种元素中，某一同位章的原子摩尔百分数。3.3 同位素比值lsotope rat10 在于种元素中，某两种同位章的丰度之IL3.4质量数ffi
4、田number一个基本单乓(原于、分子或离子等)中，质子数与中子敬之和【3.5 同量异位章lsobar 质量敬相同而核电荷不同的核素。4 方法原理首先用表面热电离使被测元素的各种同位章成为离f.再用电场将离子11出、聚焦和)11速，使其进入个磁力线与离子运动方向垂直的均匀磁场。在磁场作用下，离f按质荷比廿离分别检测各种质荷比的离子忧强度，可计算各种同位素之!司的同位素比值g 试剂和材料5. I 标准物质，见附录A.5.2 硝酸，优级纯。5.3磷酸，优级纯。5.4 硅肢，超纯。5.5晴氨。国家敬青委员盎1997-01-22批准1997-04-01实施79 JY/T 004 -1996 5. .悻
5、带。锦带要用高纯的金属锵(辑的质量分析w99%)1ti制裁剪，要求表面平整，长、宽制厚度均匀致Q在使用之雨，要清洗干净并干蝶。然后，送入专用的烧带机或明i普1)(离F源部分内且空室中在高直空干优于10Pu).遇以适当的电流灼饶，除去悻带上的杂质，并使味有j( 火博带可以用扭带或鹤带代替。6仪器6. 1 仪器组成本标准规走使用的仪器是表面热电离同位素质谱仪。仪器的主要部件有离子源、质量分忻器科l离子检测器;辅助部件有真空系统、电子部件和计算机等。如图l所示。各部件的类型为离F摞是表面电离獗占质量分析器是磁分析器，离子检测器是法拉第筒、离子电子闪烁检测器(丁，Iy检测器)、二次电子倍增器或南于计散
6、器，真空旱统由村l幢荣、铁升华辜(或涡轮分F泵、离子主和低温草等组成g电子部件包括各种电源、控制电路、模散转换电路、数模转换电路等;计算机是由式的.并带有打印机、数据通讯接口等件围设备。,. -1再再丁-, I L_一一I -r- i ,- - -_.二寸一_.L一-r-立一一L 阳源; 才质量分析器卜斗离T检测器(丁=r- 罔1仪器的结构框图6.2 性能及检走6.2.1 技术指栋应符合JJG(教委)004-1996的4的规定。6.2.2 检定项目相检定方法按JJG(被委)004-1996的5.5规定执行。?样品主要是地质样品和接样学方面的样品回样品先要制备成适合于测定的化合物形态，如硝酸盐、
7、氧化物等。井进一步纯化，除去杂质兀章。然后，把样品溶液涂在蒸发带表面，在电流程控装置的控制下，给蒸发带通电，加热带上80 JY/T 004-1996 的悻品榕楠、蒸发除去榕液中的水分，使样品成为固体状在，在蒸盘带上形成均匀的薄层.!乎1固地附曹在带上。对某些梓品要用特躁的制样技术。例如，时微量铅的同位素比值测定，要用硅胶磷酸技术对瞌橄蛙郁的同位素比值棚定，要用树脂球技术。对单颗粒错石铅的测定，需将矿石E接嵌在舟形辑带上测定。8 分析步骤., 抽真空要求离子源、质量分析器和离子检测器等部分的真专优f10-Pa。8. 2 设置实验参数首先用仪器面板上的吁:克或旋钮设置。离子加速电压;离F检测器的各
8、项3作参散。战后，将待测元素的同位素比信恻定程序装入叫算机，用讨算帆设置下列妻数2样品预热妻数预热电流，回热时间。样品电离妻散.电离带的加热电流和电流上升速度，藉皮带的加热电施和电流上升速度回样品电离参数的大小，时能获得足够强度而且稳定的被糊同位素高于流为准。数据来靠妻数被测同位章的质量和测本底使用的质量;离子检测器p积分时间3间隔时间，扫描次数，数据吐理妻数，同位章比值的名称;检测器校正因于，坏值剔除用扯克逊(Dixon)者;干扰标志同位素的质量，一一被干扰同L章的质量，干扰同位章与干扰标志向位章的比值F内部怖准的同位幸比值。8.3 磁感应强度校准棍据磁感应强度的使用范围，设置两个礁感应强度
9、值。分别先由汁算机把磁感应强度控制iU设走值，再把霍尔探头实测的磁感应强度反馈给计算机。然后，计算机对控制值和实刷值进行对比，计算校正革数，用以保证磁感应强度控制的准确。8.4 样品预热81 JY /T 004-1996 手动方式时，用面板上的按钮开关控制预热电流和预热时间g自动方式时，由计算机的程序按规定的妻数控制预热电流相预热时间。8.5 样品电离于动方式时，用面板上的挂钮开关控制电离带和蒸皮带的加热电流且电流上升速度，自动方式时，由计算机的程序按规定的妻数控制电离带和藉发带的电流且电摊上升速度。8.6 离于柬聚焦找出表面材料或被测元素的同位章质谱峰，调节静电透镜的电位或样品转盘的位置，使
10、离f三柬噩焦良好。. 7 质量校准找出三个以上已知质量的质谱峰，分别将磁感应强度调节到对应的峰中止，给计算机输入这I应的质量，由叶算机进行检测不n记录，确定质量和磁感应强度的肘店芫系，供测试时使用。8. .数据某集由计算机的程序按规定的妻散进行。8.9 数据处理8.9.1 扣除本底测走的离子配强度，首先应扣除本底。设某种同位置离子流强度的测定值虫!扣除本底h以后均I.则I=Ic -h (1) 8.9.2漂替校正用单个法拉第筒测定离F流强度时，各种同位章不能同时测定，离于流强度随时间的漂略必痛校正。测定的阿位素较少时，用线性漂替校正。设T】和T，时刻测得某同位素的离子流强度分别均!，和12，F!
11、rj 1，=AT十B(2) Iz=AT2十B(3) 联立式(2)和式(3).求出A和B.再用式(4)计算T，和T，之间某一时刻T的离子流强度!八T十B(4) 测定的同位素较多时，用伞IJZ曲线漂移校正。设T，、T，和T时刻测得某一同位素的离子吭强度分别为!，、!，和!如lIj=A?十BT，十CI2 =An+BT,+C (5) (6) I.1 =AT1+BT,+C (7) 联立式(5)、式(的和式(7)，用矩阵法求出A、8和C.再用式(8lt算T，示nT，之间某一时刻T的离于流强度I。I=AT2+BT+C (8) 8.9.3 丰度校正囱于强峰拖尾造成的干扰，用下列为法校正a设有三种同位章，它们的
12、质量分别为M-l，M和M十10M的离子流强度测定值为!.校，E值为LM-l和M+l的质谱峰拖尾对M的干扰之和为1。而且，测得质量MQ.5和82 飞JY /T 004-1996 M+O.:)处的高于流强度廿别J.JIM_o，j和hH队，则MIc.=(lM 0_，一h!I G, ;)/2 I lc-l(; 编9.4i司量异位素下扰校正由于同量异位素造成的干扰用下列JiI去校止。(9 ) (10) 设幢干扰同1f(o.n)时，相应的被检查对象应幢剔除。当fof阳，旧时，相应的被检查对象应保留。如果X，或X，胜剔除r.!i!rJX，或兀1应用同样的j法检查自依此类推，直到抨击保留条抖的数据为止。8.9
13、.7 汁算同位章fe值的平均值、标准偏差和相对标准偏差世对某同位章比值多次重复测定的结果为孔，丸，R，Rn(n为测定次数)则同位辈出值的平均值为R=2:R/n (i=1 ,2.3,n) 标准偏差为SD=2: (R, -R)/(n-llJl/2 相对标准偏差为RSDSD/R 8.9.8 分锢效应的校正对分榴效应造成的偏差，应用外部标准或内部标准来校jL对U、PU、L.、B和Pb等元素的同位素比值测定，用外部标准来校正。( 1.) (1 4) (15 ) 设标样的同位素比值标准值为RRR.测定值为R，未知样相应的问位素比值测在值为Rwe.则经分恼校正后，未知样的同L章比值R.，为Rwx=RwcXR
14、BB/Roc (1 6) 83 JY /T 004-1996 对于s，、Nd和Cll等元革的同位素比值测定，使用内部标准对分榴效应进行校正。例如，测定天然银的同位素比值时，饵88与银峭的同位章比值是一个恒走值(8.375209) .时以作为内部标准，校正榕的其它同位素比值。在校正饵87与镇86的比值时，设穗剧与银86比值的测定值为Ra6C87与!，86比值测定值为此们则校正后银盯与媳86同位章比值Rnx为R6X=R16丁X=1-(R创汇8.375209)/(ZXR8c) (1 7) 9 分析结果表述同1il章比值的量纲均1，单位为L在述同位章比值分析结果时，要说明同位章比值的名称、I司位素比值
15、平均值、标准偏差以及相对标准偏差等B例如，铀235与铀238的同位章比值分析结果表示如下同位章比值名林同位素比值平均值标准偏差阳对标准偏差%JOIU/238U 0.007252 也1表示芷l135U尸泊U工0.007252:0.00000710 安全注意事项10.1 突然停电停在时的处置方法:关加速电压F把电离带和藉发带的加热电流调到军g关高真空部分所有阀门;是所有电于部件咆摞p是总电摞s关供*阀门。恢复供电供本后，重新按操作步骤开机。10. 2 测定时，仪器发生故障的处置方法0.000007 停机，井记茸故障现象。待排除故障后再继续工作。84 O. 1 附录A(标准的附录JY /T 004-
16、 1996 同位素标准物质标准吻质名称质寸脚?称准?名耐-M酣二位工同1卢A-a夜一铅间位素机、推物质NBS SRM 981 惚同位素标准物质NB.i SR岛1987 伽惚地质年龄际准物质GB飞!V01411移敏地质年龄标准物质GB、N0419 制恫位素标准物质=!B.i U005 bbb pFP 俨川阳bbb ppp Sr/Sr SrjMSr 同位素比值标准值NdjNd u IL 。059042土0.0以)0370，91464土0.000332.1681:t O.0008 8. :l7861士0.003250.71034土O.00026 Sr/二十二士。?L阴Sr/SrO. 75999 :c
17、: O. 00。如O. 512725 c:!: O. 000007 队004918工O.000005 85 JY!T 004-1996 附!RB(提后的附录极差比fo的计算公式和狄克逊(Dixon)表表Bl极差比f.的计算公式测量次数极差比fc，计算公式n 位杳X，时俭查L时3豆n豆7CX,-X, ljCXn - X,) (Xn-X组，)!X.-Xj)8;:;n豆10(X，-X，)/CX口，-X，)CX - Xn_1 l/cxn -X,) 1l口4日(XJ-X,)!(Xn , -X,) (X口Xn, )/(Xn -X,) 14豆n25(X, X,)!CX,_,-X,) CX, -Xn_, )!
18、(Xn-X,) 表Bl狄克逊(Dixon)表测量次数标准极差比f(a，n)1-(1= 1 I 1-0 1= 1-(1= 1= n 0.70 Q.80 0.90 0.95 0.9日。990.995 3 0.684 0.781 O.自86。.9410.976 口.9880.994 4 0.471 0.560 口，西790.7日50.846 0.889 口.9265 0.373 0.151 。.5570.642 。.729口7800.821 6 0.318 O. .386 0.482 口.5600.614 。.698.740 7 0.281 0.344 。.431。.;07 。.3860.637 0
19、.680 8 0.318 0.385 口.4790.554 口.6310.683 0.725 9 0.288 0.352 0.441 0.512 。.587。.6:，5。.67710 0.265 。，且25口.409口.477O.5S1 0.597 0.639 11 0.391 口.4420.517 0.576 0.638 0.679 0.713 12 0.370 0.419 口.4900.546 0.605 。.6420.675 13 。.3510.399 口4670.521 0.578 口615。.64914 口.3700.421 0.492 0.546 口.6020.641 口.6741
20、5 0.353 0.402 0.472 0.525 。.5790.616 0.647 16 口.3380.386 0.454 0.507 0.5G9 0.595 0.624 17 0.325 。.373口.4380.490 。.542。.5770.605 18 0.314 0.361 。.424口.475。.527。5610.589 19 0.304 0.350 0.412 0.462 。.514白.5470.575 20 0.295 0.340 。.4010.450 0.502 口5350.562 21 0.287 0.331 0.391 0.440 。.491口.524口.55122 0.280 0.323 0.382 0.430 口.4810.514 0.541 注，1-是置信度86
