同位素质谱仪技术进展_赵墨田

《同位素质谱仪技术进展_赵墨田》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期2012年10月现代科学仪器No.5Oct.2012ModernScientificInstruments5综述与评论同位素质谱仪技术进展赵墨田（中国计量科学研究院北京100013）摘　要　本文首先回顾了同位素质谱仪发展历史，分析了同位素质谱仪技术进展的基础，介绍了市售七种现代同位素质谱仪。对当前7种类型同位素质谱仪技术优势产品的基本构件和特点进行了描述，讨论了影响同位素质谱仪性能，诸如灵敏度、丰度灵敏度、精密度和分辨率的重要技术进展，给出了仪器性能参数。对不同的同位素质谱仪在各个应用领域的技术优势进行了简要说明。文后，展望了同位素质谱仪的发展趋势。关键词

2、　同位素质谱仪；性能参数；技术进展；灵敏度；丰度灵敏度；精度；分辨率中图分类号　TH84RecentTechnologyProgressofIsotopeMassSpectrometerZhaoMotian(NationalInstituteofMetrology,Beijing,100013,China)AbstractThispaperbrieflyreviewsthedevelopmenthistoryofisotopemassspectrometerandintroducesthetechnologyprogressof7variousmoderncom

3、mercialinstruments.Thebasicstructureandcharacteristicsofeachgenerationoftheinstrumenttechnologyaredescribedindetail.Someimportantparametersaffectingthesensitivity,abundancesensitivity,precisionandresolutionofisotoperatiomeasurementsonisotopemassspectrometersarediscussed.Themainperfor

4、mancecharacteristicsandtheclassificationmethodofthemodernisotopemassspectrometersarecomprehensivelygivenanditsapplicationadvantagesindifferentareaswerebrieflycompared.Intheend,thefuturedevelopmentofisotopemassspectrometertechnologyisforecasted.KeywordsIsotopemassspectrometer;Performa

5、ncecharacteristics;Technologyprogress;Sensitivity;Abundancesensitivity;Precision;Resolution1　历史的回顾在质谱学的诞生、发展历程中所扮演的重要角色。时至今日，同位素质谱仪已有多种类型的仪器质谱技术成为分析科学的重要组成部分是从同（见图1），它的功能几乎渗透到各个领域、行业，成为位素的发现开始，并伴随同位素分析、研究和应用而推动科学进步、国民经济发展的有力工具。发展。英国著名物理学家汤姆逊（J.J.Thomson）在1913年用简陋的抛物线装置发现惰性气体氖的两个稳定性同位

6、素，标志质谱技术的开始，而汤姆逊的抛物线装置被后人公认为是现代质谱仪的雏形。汤姆逊的学生和助手，阿斯顿（F.W,Aston）不但改进了汤姆逊的抛物线装置，建造了第一台具有速度聚焦的质谱仪，研究、发现和测量了几十种20元素的同位素质量和丰度，证明了氖同位素Ne和22Ne的存在；而且，成功解释了用化学法测量的氯原图1　典型的同位素质谱仪子量不为整数的原因。自此以后，随着质谱仪器性Fig.1Typicalisotopemassspectrometers能改进和测量方法进步，元素周期表中的大多数元2　仪器技术进展基础素的核素质量、同位素丰度和原子量测量，都是借助同位素质

7、谱完成。由此不难看出，同位素质谱技术质谱仪器的发展、性能的提高，在一定程度上是收稿日期：2012-10-16作者简介：赵墨田，中国计量科学研究院研究员6ModernScientificInstrumentsNo.5Oct.2012借助电物理，特别是离子光学理论成就，电子学、真空技术、材料科学、机械加工和计算科学的发展为同位素质谱技术进步提供物质基础和技术条件。根据新的离子光学理论设计仪器结构，使离子、电子的运行轨迹更加合理、聚焦性能更加完善。电子技术的进步使仪器供电的核心部件走过了电子管→晶体管→集成电路等三个重要阶段，前两个阶段是以分立的元器件集合成电路。集成

8、电路的出现缩小了供电部件