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时间:2020-04-05
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1、IAE========================================稳定同位素质谱仪应用技术培训李波主要内容Ú稳定同位素基本知识Ú稳定同位素的应用Ú稳定同位素质谱分析原理ÚIRMS操作òIRMS主机òEA-Conflo-IRMSòPreCon-GC/C-IRMSòGCC-IRMS第一节基本概念IAE========================================Ú什么是同位素(Isotope)同位素指具有相同质子数和不同中子数的原子。“isotope”一词源于希腊语(原义为同一个地方),意指同位素在元素周期
2、表中占据了相同的位置。121314例如:碳的3个主要同位素分别为C、C和C,它们都有6个质子和6个电子,而中子数分别为6、7和8。Ú同位素分类稳定同位素(stableisotope):物理性质相对比较稳定,没有放射性和辐射效应的同一元素的一些原子,为稳定同位素,已有300个之多。不稳定同位素或放射性同位素(radioactiveisotope):凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者为放射性同位素,至今发现1200个以上。121314如C、C为稳定同位素,而C为不稳定的“放射性同位素”。最常研究的稳定同位素元素有5种:C、H、O、N、S基
3、本概念Ú同位素丰度(IsotopeAbundance)IAE========================================①绝对丰度:指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份额,常以该同位素与1H(取1H=1012)或28Si(28Si=106)的比值表示。②相对丰度:指同一元素各同位素的相对含量。例如12C=98.892%,13C=1.108%。大多数元素由两种或两种以上同位素组成,少数元素为单同位素元素,例如19F=100%。ÚR值和δ值基本概念IAE(同位素组成的表示方法)===================
4、=====================由于在自然界中轻同位素(例如12C)的相对丰度很高,而重同位素(例如13C)的相对丰度都很低,因此用绝对丰度来表示某种物质的同位素组成比较困难。所以通常使用相对量来表示同位素的组成,也就是同位素的比率(isotoperatio)或δ单位表示。这一表示方法不需要准确确定某一物质同位素的绝对丰度,为国际上标准的表示方法。另外,同位素的比率δ的测定是由同位素比例质谱仪自动换算来完成的。ÚR值和δ值基本概念IAE(同位素组成的表示方法)====================================
5、====①R值一般定义同位素比值R为某一元素的重同位素原子丰度与轻同位素原子丰度之比.例如D/H、13C/12C、34S/32S等。②δ值样品(Sa)的同位素比值RSa与一标准物质(St)的同位素比值(RSt)作比较,比较结果称为样品的δ值。其定义为:δ(‰)=(RSa/RSt-1)×1000即样品的同位素比值相对于标准物质同位素比值的千分差。基本概念IAEÚ同位素标准(IsotopeStandard)========================================δ值的大小显然与所采用的标准有关,所以在作同位素分析时首先要
6、选择合适的标准,不同样品间的比较也必须采用同一标准才有意义。目前国际通用的同位素标准是由国际原子能委员会(IAEA)和美国国家标准和技术研究所(NIST)颁布的。对同位素标准物质的一般要求是:¾组成均一性质稳定;¾数量较多,以便长期使用;¾化学制备和同位素测量的手续简便;¾大致为天然同位素比值变化范围的中值,便于大多数样品测定;基本概念IAE5种环境稳定同位素的国际标准及其绝对同位素比率========================================δ符测量比R值,国际标元素国际标准物质号率(R)准HδD2H/1H标准平均大
7、洋海水(SMOW)0.000155752H/1H标准南极轻降水(SLAP)0.000089089Cδ13C13C/12CPeeDeeBelemnite(PDB)0.0112372[美国南卡罗来纳州白垩纪皮狄组层位中的拟箭石化石]Nδ15N15N/14N大气氮气0.003676Oδ18O18O/16O标准平均大洋海水(SMOW)0.002005218O/16OPeeDeeBelemnite(PDB)0.0020672[碳酸盐样品氧同位素分析]18O/16O标准南极轻降水(SLAP)0.0018939CanyonDiabloTriolite(C
8、DT)Sδ34S34S/32S0.045005铁陨石中的陨硫铁IAE========================================稳定同位素对于我们做科学研究有
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