專利名稱：一種鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉬同位素豐度測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)
量方法。
背景技術(shù)：
鉬元素(Mo)的原子序數(shù)是42，有7個(gè)穩(wěn)定同位素92Mo、94Mo、95Mo、96Mo、97Mo、98Mo和ΙΟΟΜο。鉬廣泛分布于自然界的輝鉬礦和隕石中，鉬也是動(dòng)植物所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素，鉬同位素豐度的測(cè)量在地質(zhì)學(xué)和生物學(xué)的研究中具有重要意義。同時(shí)，鉬同位素位于235U熱中子裂變產(chǎn)物的質(zhì)量分布曲線第一峰值附近，其中98Mo裂變產(chǎn)額為5. 75%，98Mo可作為理想的燃料元件燃耗測(cè)量監(jiān)測(cè)體。破壞法測(cè)量燃料元件燃耗時(shí)首先測(cè)量出燃料元件中98Mo的豐度，以同位素稀釋質(zhì)譜法計(jì)算出燃料元件中98Mo的含量，然后反推出發(fā)生裂變的235U的量，從而得到燃料元件的絕對(duì)燃耗，可見，鉬同位素豐度的測(cè)量在核燃料元件研究領(lǐng)域也具有重要的研究?jī)r(jià)值。鉬的熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法有正熱電離質(zhì)譜法和負(fù)熱電離質(zhì)譜法，傳統(tǒng)的測(cè)量方法都是正熱電離質(zhì)譜法，該方法受鉬的高電離電位(7. IeV)的制約，很難電離出Mo+，因此測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，涂樣量較大。此外，發(fā)射劑的選取是熱電離質(zhì)譜測(cè)量的關(guān)鍵，現(xiàn)有的負(fù)熱電離質(zhì)譜法采用Sr(NO3)2和Ca(NO3)2作為發(fā)射劑。其中，Sr(NO3)2作為發(fā)射劑的情況下，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)；Ca(NO3)2作為發(fā)射劑的情況下，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種涂樣量小、測(cè)量時(shí)間短并且測(cè)量結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述本發(fā)明包括步驟1錸帶涂樣、步驟2升溫測(cè)量和步驟3修正數(shù)據(jù)三個(gè)步驟。其中，步驟1具體包括以下步驟步驟1. 1在包括樣品帶和電離帶的雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂0. 1 1 μ g鉬；步驟1. 2將雙錸帶組件放置于真空環(huán)境中，并對(duì)其接入5. 5A電流，持續(xù)供電10分鐘，采用燒帶裝置去除表面雜質(zhì)和水蒸氣；步驟1. 3從燒帶裝置中取出雙錸帶組件，置于涂樣裝置上；步驟1. 4在雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂1 2 μ L Na2MoO4溶液，對(duì)雙錸帶組件接入1.3Α電流，持續(xù)供電60s ；步驟1. 5對(duì)雙錸帶組件斷電；步驟1. 6在錸帶絲上滴涂1 μ L SrCl2溶液，對(duì)雙錸帶組件接入1. 3Α電流，持續(xù)供電 60s ；步驟1. 7在10 15s內(nèi)將步驟1. 6所述電流勻速升至1. 5A，并持續(xù)供電15s。
步驟2具體包括以下步驟步驟2. 1將雙錸帶組件放置于樣品轉(zhuǎn)盤，將樣品轉(zhuǎn)盤放置于質(zhì)譜儀離子源內(nèi)；步驟2. 2對(duì)離子源抽真空處理；步驟2. 3將雙錸帶組件中的電離帶以450 550mA/min的速度升至2000mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以230 270mA/min的速度升至IOOOmA ；步驟2. 4對(duì)離子源抽真空處理；步驟2. 5保持雙錸帶組件中的電離帶2000mA電流，樣品帶IOOOmA電流，對(duì)雙錸帶組件加IOKV電壓；步驟2. 6保持雙錸帶組件IOKV電壓，將雙錸帶組件中的電離帶以150 250mA/ min的速度由2000mA升至2500mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以130 170mA/min的速度由 IOOOmA 升至 1450mA ；步驟2. 7將雙錸帶組件中的電離帶以80 120mA/min的速度由2500mA升至 2800mA,同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以60 100mA/min的速度由1450mA升至1700mA ；步驟2. 8微調(diào)樣品轉(zhuǎn)盤位置，并進(jìn)行聚焦；步驟2. 9升高雙錸帶組件中的電離帶電流，使其高于觀00·、低于^OOmA ；升高雙錸帶組件中的樣品帶電流，使其高于1700mA、低于1770mA。步驟3通過(guò)扣除氧同位素干擾對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟1. 2中所述的真空環(huán)境的真空度為lX10_4Pa。作為本發(fā)明的改進(jìn)，步驟2. 2和步驟2. 4中抽真空處理后的離子源真空度高于 1 X l(T6mbar，優(yōu)選值為 5 X l(T7mbar。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2. 3中，將雙錸帶組件中的電離帶以500mA/min 的速度升至2000mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以250mA/min的速度升至IOOOmA ；步驟 2. 6中，將雙錸帶組件中的電離帶以200mA/min的速度升至2500mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以150mA/min的速度升至1450mA ；步驟2. 7將雙錸帶組件中的電離帶以lOOmA/min 的速度升至^OOmA,同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以80mA/min的速度升至1700mA ；步驟 2. 9中升高雙錸帶組件中的電離帶電流至^50mA ；同時(shí)升高雙錸帶組件中的樣品帶電流至 1720mA。本發(fā)明的有益效果為(1)正熱電離質(zhì)譜法需要幾十微克鉬的涂樣量，采用Sr(NO3)2作為發(fā)射劑的負(fù)熱電離質(zhì)譜法需要0. 5 1 μ g涂樣量，本發(fā)明的方法僅需要0. 1 1 μ g涂樣量，且當(dāng)涂樣量在0. 1 μ g時(shí)仍然能夠電離出IOOmV以上的Mo03_離子流，涂樣量的減少不僅能夠降低操作人員受照劑量、利于安全生產(chǎn)，而且使其能夠應(yīng)用于低含量的放射性樣品和生物樣品的測(cè)量；(2)正熱電離質(zhì)譜法所需要的測(cè)量時(shí)間為90分鐘以上，采用Sr (NO3)2作為發(fā)射劑的負(fù)熱電離質(zhì)譜法所需要的測(cè)量時(shí)間為30分鐘，本發(fā)明的方法測(cè)量時(shí)間僅需20分鐘，顯著提高了工作效率；(3)采用Sr(NO3)2作為發(fā)射劑的負(fù)熱電離質(zhì)譜法，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差高達(dá)0. 1 0. 3%，采用Ca(NO3)2作為發(fā)射劑的負(fù)熱電離質(zhì)譜法，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差高達(dá)0. 582 1. 348%, 本發(fā)明的方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差僅為0. 046 0. 171%，達(dá)到了較高的測(cè)量精度。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1本發(fā)明的一種鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法包括以下步驟步驟1錸帶涂樣、步驟2升溫測(cè)量和步驟3修正數(shù)據(jù)。步驟1具體包括以下步驟步驟1. 1在包括樣品帶和電離帶的雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂鉬，涂樣量可以為0.1 lyg，優(yōu)選為lyg;步驟1. 2將雙錸帶組件放置于真空環(huán)境中，并對(duì)其接入5. 5A電流，持續(xù)供電10分鐘，采用燒帶裝置去除表面雜質(zhì)和水蒸氣；上述真空環(huán)境的真空度優(yōu)選為IXlO-6Hibarfa ；步驟1. 3從燒帶裝置中取出雙錸帶組件，置于涂樣裝置上； 步驟1. 4在雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂1 2 μ L Na2MoO4溶液，對(duì)雙錸帶組件接入1.3Α電流，持續(xù)供電60s ；步驟1. 5對(duì)雙錸帶組件斷電；步驟1. 6在錸帶絲上滴涂1 μ L SrCl2溶液作為發(fā)射劑，對(duì)雙錸帶組件接入1. 3Α電流，持續(xù)供電60s;步驟1. 7在10 15s內(nèi)將步驟1. 6所述電流勻速升至1. 5A，并持續(xù)供電15s，以徹底除去雜質(zhì)和水蒸氣。步驟2具體包括以下步驟步驟2. 1將雙錸帶組件放置于樣品轉(zhuǎn)盤，將樣品轉(zhuǎn)盤放置于質(zhì)譜儀離子源內(nèi)，其中質(zhì)譜儀可以采用Firmigan MAT262熱電離質(zhì)譜儀；步驟2. 2對(duì)離子源抽真空處理，以抽真空處理后的離子源真空度高于1 X 10_6mbar為標(biāo)準(zhǔn)；步驟2. 3將雙錸帶組件中的電離帶以450 550mA/min的速度，優(yōu)選為500mA/min的速度，升至2000mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以230 270mA/min的速度，優(yōu)選為250mA/min的速度，升至IOOOmA ；步驟2. 4對(duì)離子源抽真空處理，以抽真空處理后的離子源真空度高于1 X 10_6mbar為標(biāo)準(zhǔn)；步驟2. 5保持雙錸帶組件中的電離帶2000mA電流，樣品帶IOOOmA電流，對(duì)雙錸帶組件加IOKV電壓；步驟2. 6保持雙錸帶組件IOKV電壓，將雙錸帶組件中的電離帶以150 250mA/min的速度，優(yōu)選為200mA/min的速度，由2000mA升至2500mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以130 170mA/min的速度，優(yōu)選為150mA/min的速度，由IOOOmA升至1450mA ；步驟2. 7將雙錸帶組件中的電離帶以80 120mA/min的速度，優(yōu)選為lOOmA/min的速度，由2500mA升至^OOmA,同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以60 lOOmA/min的速度，優(yōu)選為80mA/min的速度，由1450mA升至1700mA ；步驟2. 8以使離子流盡可能多地通過(guò)質(zhì)譜儀狹縫為標(biāo)準(zhǔn)，微調(diào)樣品轉(zhuǎn)盤位置，并進(jìn)行聚焦；
步驟2. 9升高雙錸帶組件中的電離帶電流，使其高于觀00·、低于^OOmA,優(yōu)選值為^50mA ；同時(shí)升高雙錸帶組件中的樣品帶電流，使其高于1700mA、低于1770mA，優(yōu)選值為 1720mA。步驟3通過(guò)扣除氧同位素干擾對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正過(guò)程為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。表1所示數(shù)據(jù)為利用本發(fā)明的方法得到的鉬同位素豐度比測(cè)量數(shù)據(jù)表 權(quán)利要求
1.一種鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，包括以下步驟步驟1錸帶涂樣；步驟2升溫測(cè)量；步驟3修正數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟1具體包括以下步驟步驟1. 1在包括樣品帶和電離帶的雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂0. 1 1 μ g鉬；步驟1. 2將雙錸帶組件放置于真空環(huán)境中，并對(duì)其接入5. 5A電流，持續(xù)供電10分鐘，采用燒帶裝置去除表面雜質(zhì)和水蒸氣；步驟1. 3從燒帶裝置中取出雙錸帶組件，置于涂樣裝置上；步驟1. 4在雙錸帶組件的錸帶絲上滴涂1 2 μ L Na2MoO4溶液，對(duì)雙錸帶組件接入1.3Α電流，持續(xù)供電60s ；步驟1.5對(duì)雙錸帶組件斷電；步驟1. 6在錸帶絲上滴涂1 μ L SrCl2溶液，對(duì)雙錸帶組件接入1. 3Α電流，持續(xù)供電60s ；步驟1. 7在10 15s內(nèi)將步驟1. 6所述電流勻速升至1. 5A，并持續(xù)供電15s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟1.2中所述的真空環(huán)境的真空度為lX10_4pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟2具體包括以下步驟步驟2. 1將雙錸帶組件放置于樣品轉(zhuǎn)盤，將樣品轉(zhuǎn)盤放置于質(zhì)譜儀離子源內(nèi)；步驟2. 2對(duì)離子源抽真空處理；步驟2. 3將雙錸帶組件中的電離帶以450 550mA/min的速度升至2000mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以230 270mA/min的速度升至IOOOmA ；步驟2. 4對(duì)離子源抽真空處理；步驟2. 5保持雙錸帶組件中的電離帶2000mA電流，樣品帶IOOOmA電流，對(duì)雙錸帶組件加IOKV電壓；步驟2. 6保持雙錸帶組件IOKV電壓，將雙錸帶組件中的電離帶以150 250mA/min的速度由2000mA升至2500mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以130 170mA/min的速度由IOOOmA 升至 1450mA ；步驟2. 7將雙錸帶組件中的電離帶以80 120mA/min的速度由2500mA升至^OOmA,同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以60 100mA/min的速度由1450mA升至1700mA ；步驟2. 8微調(diào)樣品轉(zhuǎn)盤位置，并進(jìn)行聚焦；步驟2. 9升高雙錸帶組件中的電離帶電流，使其高于^OOmA、低于^OOmA ；升高雙錸帶組件中的樣品帶電流，使其高于1700mA、低于1770mA。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟2.2和步驟2. 4中抽真空處理后的離子源真空度高于1 X 10_6mbar。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟2.2和步驟2. 4中抽真空處理后的離子源真空度為5X 10_7mbar。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟2.3 中，將雙錸帶組件中的電離帶以500mA/min的速度升至2000mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以250mA/min的速度升至IOOOmA ；步驟2. 6中，將雙錸帶組件中的電離帶以200mA/min 的速度升至2500mA，同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以150mA/min的速度升至1450mA ；步驟 2. 7將雙錸帶組件中的電離帶以lOOmA/min的速度升至^OOmA,同時(shí)將雙錸帶組件中的樣品帶以80mA/min的速度升至1700mA。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟2.9 中升高雙錸帶組件中的電離帶電流至^50mA ；升高雙錸帶組件中的樣品帶電流至1720mA。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法，其特征在于步驟3 通過(guò)扣除氧同位素干擾對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。
全文摘要
本發(fā)明屬于鉬同位素豐度測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種鉬同位素豐度負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量方法。本發(fā)明包括錸帶涂樣、升溫測(cè)量和修正數(shù)據(jù)三個(gè)步驟，其采用負(fù)熱電離質(zhì)譜測(cè)量法，利用雙錸帶組件，以SrCl2溶液作為發(fā)射劑。本發(fā)明的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中涂樣量大、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差大的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明方法的各指標(biāo)參數(shù)較為均衡，取得了涂樣量小、測(cè)量時(shí)間短并且測(cè)量結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小的技術(shù)效果，尤其適合低含量的放射性樣品和生物樣品的測(cè)量要求。
文檔編號(hào)G01T1/167GK102565180SQ201010602468
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者張勁松, 張舸, 楊彬, 梁幫宏, 鄧輝 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院