同位素質譜技術與套用

《同位素質譜技術與套用》是2006年化學工業出版社出版的圖書，作者是黃達峰等。

基本介紹

• 書名：同位素質譜技術與套用
• 作者：黃達峰等 
• ISBN：9787502582241 
• 頁數：311
• 定價：39
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2006-4-1
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

本書是在總結前人的工作經驗和國內外文獻調研的基礎上編著而成的，主要立足於實際套用，著重介紹了套用同位素質譜技術的研究方向和實驗方法。全書分為兩部分：第一部分是引論性的，簡要介紹了同位素質譜儀器、同位素質譜技術的主要內容和實驗方法；第二部分闡述了同位素質譜的主要套用，其中包括在地學、核科學、環境科學、生物醫學、農業科學以及在原子量、原子質量和基本常數測量中的套用，最後還簡要介紹了雙同位素稀釋質譜法。

本書適合從事質譜分析和物質結構、組成研究的科技人員閱讀，亦可作為大專院校相關專業師生參考。

目錄

第一章同位素質譜儀1

第一節進樣系統1

一、氣體進樣系統1

二、直接進樣器4

三、色譜?質譜聯用儀進樣系統4

第二節離子源5

一、電子轟擊電離離子源5

二、熱電離離子源5

三、電感耦合電漿(ICP)離子源6

四、快原子轟擊和離子轟擊離子源7

五、場解吸離子源7

第三節質量分析器8

一、單聚焦質量分析器8

二、雙聚焦質量分析器10

三、四極桿質量分析器10

四、飛行時間質量分析器11

五、離子阱質量分析器12

第四節離子收集檢測器13

一、直接收集檢測器13

二、二次電子倍增器14

三、離子?電子轉換型閃爍檢測器(Daly探測器)14

四、微通道板檢測器15

第五節真空系統15

第六節計算機系統16

一、譜峰強度的歸一化16

二、扣除本底或相鄰組分的干擾16

三、用總離子流強度對譜峰強度進行修正16

四、實現測定功能的快速轉換16

五、其他套用17

第七節同位素質譜儀的主要性能參數17

一、質量範圍17

二、分辨本領17

三、靈敏度和豐度靈敏度18

四、精密度和準確度18

參考文獻19

第二章氣體穩定同位素質譜分析技術21

第一節氣體同位素分餾效應及δ值21

第二節碳、氧同位素質譜分析22

第三節氫同位素質譜分析26

第四節硫同位素質譜分析28

第五節氮同位素質譜分析29

第六節穩定同位素質譜分析方法誤差討論30

一、偶然誤差30

二、系統誤差30

第七節δ值互換公式31

第八節氣體穩定同位素的主要套用32

一、同位素地質溫度計32

二、穩定同位素地層學研究33

三、氣體穩定同位素的示蹤套用34

參考文獻35

第三章靜態真空質譜儀分析技術36

第一節靜態真空質譜儀36

一、真空、動態真空和靜態真空36

二、靜態真空質譜儀36

第二節靜態超高真空的獲得39

一、放氣和漏氣39

二、靜態超高真空的獲得39

第三節靜態真空質譜儀的熔樣裝置和其他進樣裝置40

一、高頻電爐40

二、電子轟擊爐40

三、電阻加熱爐40

四、雷射熔樣裝置41

五、包體擊碎裝置41

六、氣體進樣裝置42

第四節靜態真空質譜儀的純化系統42

第五節靜態真空質譜儀主機的配置44

第六節靜態真空質譜儀的主要技術指標45

一、靜態氣體上升速率45

二、全流程空白本底水平45

三、峰頂平滑度45

第七節Ar同位素分析45

一、Ar同位素分析方法45

二、Ar含量計算方法47

三、K?Ar法測年48

四、 40Ar/39Ar測年51

五、Ar同位素測年在地學中的套用56

第八節He同位素分析58

一、He同位素分析方法58

二、He含量計算方法59

三、(U?Th)/He法定年59

四、He同位素在研究地球演化史中的套用60

五、He在天然氣勘探和成因研究中的套用60

六、He在地震預報中的套用62

第九節Ne同位素分析62

一、Ne同位素分析方法62

二、Ne同位素研究進展及其套用63

第十節Kr同位素分析63

第十一節Xe同位素分析64

一、Xe同位素分析方法64

二、Xe同位素的測年套用65

第十二節稀有氣體同位素在核監控中的某些套用67

參考文獻68

第四章熱電離同位素質譜分析方法71

第一節熱電離的基本原理71

第二節高強度穩定離子流的獲得73

一、帶材料的選擇73

二、合理的帶結構配置73

三、帶的真空烘烤74

四、塗樣技術74

第三節離子束流的分離與檢測78

第四節影響同位素準確測定的主要因素與對策78

一、質量歧視效應和同位素分餾效應78

二、譜峰疊加的干擾81

三、記憶效應81

四、儀器的死時間82

第五節痕量樣品和低豐度同位素分析82

一、痕量樣品分析82

二、低豐度同位素分析83

參考文獻84

第五章同位素質譜分析的樣品製備87

第一節超淨實驗室87

一、實驗室超淨化87

二、試劑的超純淨化88

三、器皿的清洗88

第二節樣品的分解和溶解89

一、碳酸鹽岩石、礦物的分解和溶解89

二、氧化物礦物的分解和溶解89

三、硫化物礦物的分解和溶解90

四、磷酸鹽礦物的分解和溶解91

五、矽酸鹽礦物的分解和溶解92

六、矽酸鹽類岩石的分解93

七、隕石、月岩的分解和溶解94

八、有機物的分解和溶解95

第三節元素分離原理95

一、離子交換分離法基本原理95

二、陽離子交換分離97

三、鹽酸體系中陰離子交換分離98

四、氫溴酸體系中陰離子交換分離101

五、硝酸體系中陰離子交換分離102

六、氫氟酸體系中陰離子交換分離103

第四節離子交換分離方法103

一、鈾?鉛年代學樣品中鉛、鈾、釷陰離子交換分離103

二、銣?鍶年代學試樣中銣、鍶陽離子交換分離106

三、釤?釹年代學試樣中釤、釹分離107

四、玄武岩中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分離108

五、海山岩石中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分離109

六、稀土礦物中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分離109

七、岩石中Lu、Hf的分離110

八、岩石中La、Ce分離111

九、岩石中鉛、鍶、釹的分離112

十、硫化物中Pb的分離113

十一、氧化物礦物中鉛的分離114

十二、食品中鋅、鎘、鐵、銅、鈣、鉛、汞的分離114

十三、血清、血漿、紅細胞、全血、生物組織中微量元素的分離115

十四、生物排泄物中微量元素的分離116

參考文獻116

第六章穩定同位素標記示蹤質譜技術119

第一節穩定同位素示蹤質譜技術發展概況119

第二節標記同位素的製備方法121

一、精餾法121

二、化學交換法122

第三節穩定同位素123

一、標記化合物合成的基本方法123

二、標記同位素的選擇123

三、標記化合物的合成技術與裝置123

四、各類穩定性同位素標記化合物的合成方法124

第四節示蹤產物樣品的製備方法128

一、製備簡單分子氣體樣品的方法128

二、製備無機化合物(無機鹽)樣品的方法129

第五節示蹤產物的質譜測量方法129

一、同位素稀釋質譜法129

二、標準曲線法130

三、13CO2呼氣質譜測量方法131

四、天然同位素示蹤法133

參考文獻142

第七章同位素質譜測量值的不確定度144

第一節相關參數術語的定義144

一、精密度、準確度144

二、真值、約定真值146

三、測量與計量146

四、誤差146

五、統計術語147

六、不確定度147

第二節誤差分析148

一、分餾效應149

二、質量歧視效應150

三、空間電荷效應151

四、“記憶”效應152

五、基體效應154

六、同量異位素干擾155

七、噪聲和中性粒子的本底158

八、強峰拖尾159

九、測量系統的“本底”161

第三節測量值的溯源性163

一、溯源性的含義163

二、化學測量量值的溯源163

三、同位素測量量值的溯源166

參考文獻168

第八章同位素標準物質169

第一節基本概念169

一、標準物質和有證標準物質169

二、有證標準物質的分類與分級170

三、有證標準物質的特點171

四、有證標準物質的作用171

第二節同位素標準物質172

一、同位素與核素172

二、研製同位素標準物質的意義173

三、同位素標準物質的分類175

四、同位素標準物質的現狀177

第三節同位素標準物質的研製方法188

一、標準物質的均勻性189

二、標準物質的穩定性191

三、標準物質的定值192

四、量值不確定度分析192

五、標準物質特性量量值的表示193

第四節鋅同位素豐度比標準物質的研製193

一、鋅同位素豐度比標準物質的製備194

二、鋅同位素標準物質均勻性檢驗195

三、標準物質的定值196

四、鋅同位素標準物質的穩定性檢驗197

五、不確定度評定199

六、鋅同位素標準物質量值的確定202

參考文獻202

第九章同位素質譜技術在地學中的套用203

第一節天然元素同位素組成的測定203

第二節同位素質譜技術在地質年代學中的套用203

一、同位素地質年代學的理論基礎203

二、同位素地質年代學基本原理204

三、同位素地質年代學測定技術208

四、同位素質譜技術在礦床年代學中的套用211

五、同位素質譜技術在岩石年代學中的套用212

六、隕石、地球、月球年齡215

第三節同位素質譜技術在礦床成因研究中的套用217

一、鈾、釷礦床成因及物質來源217

二、金屬硫化物礦床成因及其物質來源217

第四節同位素質譜技術在岩石成因研究中的套用218

一、花崗岩類成因及物質來源219

二、火山岩成因及物質來源219

第五節同位素質譜技術在殼、幔演化研究中的套用220

一、中國大陸地幔的不均一性220

二、全球地幔的不均一性220

三、殼、幔的鍶、釹、鉛同位素特徵221

第六節同位素質譜技術在找礦方面的套用221

一、鉛同位素在找鈾礦中的套用221

二、鉛同位素在找銅鉛鋅礦床中的套用222

參考文獻222

第十章同位素質譜技術在核工業中的套用224

第一節同位素質譜技術在鈾礦地質中的套用224

第二節同位素質譜技術在核燃料生產中的套用225

一、核燃料生產過程225

二、同位素質譜技術在鈾水冶過程中的套用226

三、同位素質譜技術在鈾精煉過程中的套用228

四、同位素質譜技術在235U富集過程中的套用228

五、同位素質譜技術在核燃料元件製備中的套用230

六、同位素質譜技術在核燃料回收過程中的套用231

第三節同位素質譜技術在核動力反應堆工程中的套用231

一、反應堆用過的核燃料元件的檢測231

二、核燃料燃耗的測定232

三、核動力堆輻照元件中裂變產物含量的測定233

第四節同位素質譜技術在濃縮同位素生產與核管理中的套用234

一、在濃縮同位素生產中的套用234

二、在核管理中的套用234

參考文獻235

第十一章同位素質譜技術在環境生物醫學和農業中的套用237

第一節在環境科學中的套用237

一、利用同位素自然豐度比研究環境污染過程和來源237

二、利用同位素分析技術表征複合型大氣鉛污染過程239

三、放射性核素鈽污染來源的探討240

第二節在生物醫學研究中的套用240

一、穩定同位素示蹤技術的原理和特點240

二、用標記物質作定量分析的內標241

三、在過程示蹤中的套用242

第三節在農業科學中的套用243

一、樣品處理243

二、在穩定同位素標樣分析中的套用244

三、同位素示蹤技術的套用244

參考文獻247

第十二章原子量的測量250

第一節原子量測量的歷史背景250

第二節原子量測量的意義253

第三節原子量的標度和物質的量的單位254

一、原子量的標度(atomic weight scale)254

二、物質的量的基本單位——摩爾255

第四節同位素絕對豐度256

第五節原子量的質譜測量法258

一、質譜測量法原理258

二、實驗方法259

三、實例263

第六節原子量測定的現狀及其展望270

參考文獻272

第十三章原子質量和基本常數的測定274

第一節原子質量測定274

第二節阿伏加德羅常數、法拉第常數、普適氣體常數等基本常數的

測定277

一、阿伏加德羅常數NA的測量278

二、法拉第常數F280

三、氣體普適常數281

四、其他常數282

五、結束語283

參考文獻284

第十四章雙同位素稀釋質譜法285

第一節雙同位素稀釋質譜法的基本原理285

一、建立分餾歸一方程和稀釋法質量方程285

二、方程的求解條件286

三、基本方程的求解方法287

四、雙同位素稀釋質譜法的套用290

第二節測量有機化合物的雙同位素稀釋質譜法290

一、測量丁基錫物種濃度和裂解係數的雙同位素SIDMS290

二、測量甲基汞物種濃度和轉換的雙同位素SIDMS292

參考文獻295

附錄296

Ⅰ? 國際同位素與原子量委員會2005年公布的元素原子量296

Ⅱ? 選定的放射性核素的原子質量和半衰期299

Ⅲ? 元素同位素組成(2001年)301

Ⅳ? 元素的基本參數309