铍的长寿命放射性同位素加速器质谱测量研究与进展

铍(Be)的两种长寿命放射性同位素~(10)Be与~7Be在地质及环境科学等领域有着广泛的运用,对于二者准确、灵敏、便捷、低成本和快速的测定一直是科学家们基于实际应用所追求的目标。二者不同的衰变模式与半衰期决定了测量的主要方式:~(10)Be依赖于加速器质谱法(AMS);而~7Be最为广泛的是γ射线能谱法,但~7Be的AMS测量可以弥补γ射线能谱法相对效率低,灵敏度差的劣势。本文回顾了~(10)Be与~7Be的加速器质谱测量研究现状与进展,特别是结合不同的原理与方法介绍了~(10)Be-AMS技术的发展。以此同时,本文还介绍了西安加速器质谱中心3 MV AMS测量~(10)Be的工作的现状,及近期结合超级卤素负离子对~(10)Be测量的新方法;并对~7Be-AMS测量在Xi’an-AMS上的可能性初探进行报道。     

放射性物质的污染与处置

(一)放射性是指某些物质具有不断放射出α、β粒子和γ、X 等射线的特性,这种不稳定特性的元素就称为放射性同位素。在人工放射性同位素和人工射线出现以前,自然界中就存在着宇宙射线和放射性矿物。天然放射性同位素主要有铀、钍、镭、氡、钾~(40)、碳~(14)、硼~7等;而地面水中铀的浓度为10~(-6)～10~(-7)克/升,镭的浓度为10~(-12)～10~(-13)。     

谈谈同位素年龄数据的使用和解释(续)

二 锶法锶法的广泛应用取决于分析技术的提高。目前采用的同位素稀释质谱法对铷、锶总量以及锶同位素含量的测定均能达到很高的精确度、灵敏度和准确度。对铷含量为0.1—0.005%的岩石和矿物均可以测定。用同位素稀释法测定铷的误差平均为±2%,当铷含量<0.01%时其误差显著增加。用同位素稀释法可测定10~(-7)—10~(-8)g/g 的锶含量。     

ZHP-3小型质谱计全无油静态超高真空分析系统的研制

<正> ZHP-3小型质谱计用作静态分析,可以解决超微量氩和稀有气体的同位素分析任务。它的设计指标是:1.系统的动态极限真空为5×10~(-8)乇;2.系统的静态极限真空由5×10~(-8)—2×10~(-7)乇,保持时间为20—30分钟;3.无有机质污染、无振动和外无磁场。为此我们设计了一套全无油超高真空系统,以保证静态真空分析系统的动态极限真空。     

Lu-Hf同位素体系在行星年代学及化学演化研究中的意义

<正> Lu-Hf同位素方法(涉及由~(176)Lu生成~(76)Hf的β-衰变,见图1)是Patchett和Tatsumoto(1980)在所要求的精度水平上引入的。曾发展了一种从岩石样品中分离Lu和Hf的可重复的高回收率的化学方法,但是,主要问题是在质谱计上难以精确测定Hf的同位素组成,这是因为该元素的强耐熔性及其高电离势所致。     

地质年代学第二讲——Rb-Sr法地质年龄测定

<正> 1905年Thomson首先发现Rb具有天然放射性,1906年Campbell和Wood证实了这一发现,三十年以后Hemmendinger和Hahn等人才将Rb~(87)确定为自然界实际存在的放射性同位素,Goldschmidt首先提出应用Rb~(87)的衰变原理来测定地质体的年龄,接着Hahn和Walling讨论过利用Rb~(87)衰变成Sr~(87)来测定含铷矿物年龄的可能性,几年后他们曾利用这个方法作了第一次年龄测定,但由于当时分析技术落后以及难于精确测定Rb的衰变常数等方面的困难,此法仅处于探索阶段,并没有得到广泛的应用。自五十年代以来,由于离子交换色层分离技术,固体同位素分析质谱计     

气相色谱-三重串联四极杆质谱法测定海洋沉积物中35种多环芳烃

研究建立了气相色谱-三重串联四极杆质谱测定海洋沉积物中多环芳烃的方法,采用同位素稀释法对海洋沉积物中35种多环芳烃进行了测定,并与气相色谱质谱方法的检测参数进行比较。结果表明,该方法的仪器检出限和定量限均优于气相色谱质谱法,并具有更好的灵敏度和选择性;35种多环芳烃的加标回收率范围为71%~105%,16种同位素替代内标平均回收率范围为55%~101%;实验选取辽东湾表层海洋沉积物的实际样品进行测定,沉积物平行样品相对标准偏差为2.2%~4.5%,样品中多环芳烃单体组分含量在0.25×10-9（干重）~30.1×10-9（干重）之间。     

我国主要食物中239+240Pu、238Pu含量

本文用化学分离、电沉积和α谱测量联合分析方法测定了我国主要食物中~(239+240)Pu和~(238)Pu放射性含量。结果表明,主要食物中~(239+240)Pu和~(238)Pu含量都在(1—10)×10~(-4)Bq/kg范围,~(238)Pu含量低于~(239+240)Pu,茶叶中Pu放射性同位素含量偏高。     

铜锌同位素方法在环境地球化学研究中的应用

近年来,随着多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)逐渐应用,过渡族金属(Cu,Zn和Fe等)同位素测试方法逐渐成熟,测定精度可达0.04‰,使得铜锌铁等同位素地球化学研究成为近年来国际地学研究领域的热点。本文对铜锌同位素的测试方法、分馏机理及其在环境地球化学研究领域的应用进行了较系统综述。     

放射性碳同位素在地表水体有机碳来源示踪中的研究进展

随着加速器质谱分析测试技术的不断发展,天然放射性碳同位素(Δ¹⁴C)被广泛应用于地表水环境研究。地表水(河流、湖泊)有机碳循环在全球碳循环中发挥着重要作用。利用放射性碳同位素探究地表水环境有机碳循环,不仅能定量识别有机碳的来源贡献率,还能提供有机碳迁移转化过程的信息。本文综合介绍了放射性碳同位素分析技术原理,比较了溶解有机碳化学前处理三种方法(高温燃烧法、紫外氧化法、化学湿法氧化)的优缺点,系统总结了国内外放射性碳同位素在河流和湖泊系统有机碳循环中的研究进展,并提出国内研究应加强的领域,以及联合利用放射性碳同位素与其他分析测试手段,对地表水体有机碳循环的研究进行展望。     

地质年代学第六讲 Sm-Nd法地质年龄测定

<正> 一、Sm-Nd法诞生的条件及发展历史 天然放射性同位素~(147)Sm经过一次α衰变生成稳定同位素~(143)Nd的核衰变过程早就为核物理学家和地球化学家们所熟悉,~(147)Sm的衰变常数(λ=6.54×10~(-12)年~(-1))也早在六十年代就得到多次精确测定,然而Sm-Nd同位素地质年代学方法直到七十年代初期才正式建立。原因之一是Sm和Nd的地球化学性质极为相似,在岩浆分异与岩石形成的过程中Sm/Nd的化学分馏作     

环境样品中核素钚的分析方法和研究展望

本文介绍了人工放射性核素Pu的辐射特性、环境水平和来源,讨论了核素Pu的环境样品的前处理、分离和提纯方法、化学产额示踪剂的选择以及其放射性能谱分析技术(α能谱和液体闪烁计数器)和质谱分析技术(电感耦合离子质谱,热电离质谱,共振离子质谱和加速器质谱)在测定时需要考虑的一系列问题,最后概括了核素Pu在环境地球化学中的应用方向。     

ASE-GC/MS同时测定土壤中8种酰胺类除草剂

通过优化加速溶剂萃取(ASE)条件、固相小柱净化(SPE)条件和气相色谱质谱(GC/MS)仪器分析条件,建立了"ASE提取-SPE净化-GC/MS分析"同时测定土壤中敌稗、甲草胺、乙草胺、丙草胺、丁草胺、杀草丹、异丙草胺和异丙甲草胺8种酰胺类除草剂残留量的分析方法。土壤样品经正己烷∶丙酮(1∶1)提取,提取液浓缩后经固相小柱净化,气相色谱质谱测定,内标法定量。研究结果表明:8种酰胺类除草剂在0.1~6.0 mg/L范围内线性良好,相关系数在0.995以上,方法检出限在5.0×10~(-3)~9.2×10~(-3)mg/kg之间,对实际土壤样品进行低、中、高浓度分别为0.02、0.05和0.5 mg/kg的加标测定,平行分析(n=6)的相对标准偏差在3.6%~12.5%之间,酰胺类除草剂的平均回收率在64.8%~101.7%之间。该方法灵敏度高、快速准确,适用于土壤中酰胺类除草剂的定性和定量检测,能为批量土壤样品的检测提供科学的方法。     

中太平洋表面水中铅的稳定同位素比值

<正> 引言 铅及其放射性同位素~(210)Pb的浓度测定表明,海洋表面水中元素的生物地球化学循环,现在是受工业铅气溶胶的风力输入所支配,风力输入与曾经支配这种循环的天然铅的河流输入相抗衡。这种人为造成的现象,得到了气溶胶和沉积物中铅同位素组成测定结果的证实,也为现今太平洋表面水中稳定铅的浓度和同位     

原油对比中硫同位素比值的有用性

<正> 稳定同位素比值(即~(13)C/~(12)C,~(34)S/~(32)S,~(15)N/~(14)N)的天然变化,在测定特殊化学过程的产状中已成为重要的工具。例如,本实验室所进行的研究表明,在追索环境中化石燃料燃烧所产生的硫的命运方面,硫同位素比值的变化是有用的指示剂。同样,碳的稳定同位素比值已被用来评价从生物化学循环和地球化学循环输入的不同来源的碳的重要性。 碳,硫和氮稳定同位素比值在鉴定石油特性方面的应用已有证明。在地球化学的许多领域中,从地球化学勘探到油苗鉴定,原油及其来源的鉴定都具有重     

在同位素地质年龄计算中~(40)K、~(87)Rb、~(238)U、~(235)U和~(232)Th的衰变常数应用简史

<正> 在同位素地质年龄计算中放射性元素的衰变常数是一个很重要的参数,由于它的不一致性,就会使同位素组成完全相同的样品得出不一致的年龄值。例如λ~(40)K_e=0.557×10~(-10)年~(-1)与λ~(40)K_e=0.585×10~(-10)年~(-1)相比较,用前者计算的年龄要比后者大5％左右。这种不一致性必然会造成同位素年龄数据在应用上和对比上的困难。世界各国同位素地质年代学工作者曾试图建立国际统一标准,经过多年努力现已趋于一致。这是一项重大的研究成果。     

镉同位素及其环境示踪

随着多道接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的发展和广泛应用,镉(Cd)稳定同位素已成为当前非传统同位素地球化学的研究热点之一。本文对Cd同位素的分析方法、组成特征、变化规律、分馏机制及环境应用等问题进行了系统评述。总体来说,地球样品的Cd同位素组成(δ114/110 Cd)分馏较小(-2.47‰~+3.17‰),陨石等地外物质同位素分馏较大(-9.07‰~+16.13‰),已发现的分馏过程包括蒸发/冷凝过程、吸附沉淀/溶解过程、生物吸收过程。同时,Cd同位素作为一种全新的地球化学指标,可指示物源、天体演化、海洋初级生产力及营养物质循环、全球碳循环等过程;有效示踪环境介质与生物体中Cd的污染来源,为环境科学的研究提供新的视角和信息。     

基于氚和CFCs的三江平原浅层地下水更新能力估算

论文通过对三江平原浅层地下水年龄的测定,研究了地下水的来源与更新能力。在井深小于60 m的钻孔中,采集了11 组浅层地下水样,分别测定水中放射性同位素氚(T)和氟利昂(CFCs),根据活塞模型,分别计算出浅层地下水的年龄。分析结果表明,三江平原浅层地下水中氚同位素含量为1.7~61.2 TU;CFC-12 和CFC-113 浓度分别是0.04~1.25 pmol·kg^-1 和0.1~0.71 pmol·kg^-1。根据氚同位素含量估算的浅层地下水年龄范围是39~51 a;CFC-12 浓度估算的浅层地下水年龄范围为38.2~61.7 a。两种测年数据都表明,浅层地下水缺失了0~39 a 的年轻水,这暗示三江平原的地下水主要接受外源水的补给,深循环地下水越流补给地表水并形成湿地,最终补给到河流之中,地下水有稳定的补给源,可以适当地进行开发和利用。     

离子色谱法同时测定环境水质中阴离子的研究——电导/紫外可见检测器联用

<正> 近年来离子色谱法(IC)分析阴离子报导较多。但同时分析氟离子、氯离子、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根、磷酸根等阴离子,其中NO_2~-、NO_3~-单用电导检测器时灵敏度较低,水体中PPb级NO_2~-、NO_3共存时,几乎无法测定NO_2~-离子。为此,我们反复试验,探讨了采用电导和Uv-vis(紫外-可见)检测器联用的方法,较好地解决了这一问题。用Uv-vis检测器测定NO_2~-的灵敏度将比用电导法提高7-8倍,测定NO_3~-时灵敏度提高6倍。测定时检测器联用可同时分析水质中F~-、Cl~-、Br~-、NO_2~-、NO_3~-、HPO_4~(2-)、SO_4~(2-)等。国内在这方面研究还不     

医用放射性同位素废水处理新工艺

近年来,随着放射性同位素技术在医药卫生工作中的逐渐普及,从保护环境出发,对于处理放射性同位素废水,防止环境污染的重要性就越发显得突出。针对当前国内在处理医用放射性同位素废水工艺中存在的问题与缺陷,我们试验了一种新的处理工艺。一、新工艺的探讨: 1.处理医用同位素废水的标准: ①以放射性碘-131衰变10个半衰期(即约80天)为(贝宁)存时间。②废水排出口放射性碘-131的浓度低于国家标准