RU1805356C - Способ дифференциального абсорбционного изотопного анализа (его варианты) - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : способ включает установку моноизотопного источника из- лучени , содержащего один из определ емых изотопов, помещение аналитической кюветы в поперечное магнитное поле и напуск в нее паров ртути известного изотопного состава, уравнивание поглощени  л -компоненты одного изотопа и г-компоненты другого путем изменени  величины магнитного пол , напуск в кювету паров ртути с повышенным известным соИэобретение относитс  к аналитическое му приборостроению и может быть использовано дл  геохимических исследований. Цель предлагаемого изобретени  - увеличение воспроизводимости результатов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе дифференциального абсорбционного изотопного анализа, заключающемс  в измерении резонансного поглощени  ком- . понент сверхтонкой структуры резонансной держанием одного из определ емых изотопов , измерение разности интенсивностей излучени  после его поглощени  ж -компонентной одного изотопа и г-компонентной другого, напуск в кювету паров анализируемой пробы, измерение той же разности интенсивностей и расчет вариации содержани  определ емых изотопов в ртути путем сравнени  полученного сигнала с сигналом от ртути известного изотопного состава . Способ включает помещение .моноизотопного источника излучени , содержащего изотоп, отличный от определ емых , в продольное магнитное поле, напуск в аналитическую кювету паров ртути известного изотопного состава, выравнивание поглощени  т -компонент путем изменени  величины магнитного пол , напуск в кювету паров ртути с повышенным известным содержанием одного из определ емых изотопов , измерение разности интенсивностей -компонент после их поглощени  в кювете, напуск в кювету паров анализируемой про бы, измерение той же разности интенсивно- стей и расчет вариации содержани  определ емых в ртути путем сравнени  полученного сигнала с сигналом от ртути известного изотопного состава. 2 н.п. ф-лы, 4 ил. линии излучени , соответствующих различным изотопам, источник излучени  помещают в продольное магнитное поле или аналитическую кювету с пробой помещают в поперечное магнитное поле, величину которого выбирают из услови  равенства поглощени  сравниваемых изотопных компонент СТС дл  эталонной пробы, и регистрируют аналитический сигнал, пропорциональный разности интенсивностей а+ и со С со О СП со ел о

Description

о- компонент, частично поглощенных в аналитической кювете, дл  источника, помещенного в магнитное поле, или изменению интенсивности одной изотопной компоненты , излучаемой источником, при ее попеременном поглощении  -компонентной одного изотопа и а-компонентой другого при перемещении в магнитное поле аналитической кюветы с пробой, причем величину вариации концентрации изотопов определ ют по величине сигнала, зарегистрированного при введении в аналитическую кювету элемента с измененным, по сравнению с эталоном и известным изотопным составом.

Предлагаемый способ изотопного анализа позвол ет практически устранить вли ние изменени  концентрации атомов в аналитической кювете на результаты анализа и тем самым существенно улучшить его точность. Устранение вли ни  изменени  концентрации достигаетс  выбором такого магнитного пол , при котором одинаково поглощение используемого излучени  компонентами СТС определ емых изотопов.

Эффект Зеймана обнаружен давно, и его использование дл  целей дифференциального абсорбционного анализа также известно . Однако дл  дифференциального абсорбционного определени  изотопов он не использовалс . И услови  проведени  такого анализа разработаны впервые.

На фиг, 1 а по сн етс  суть изобретени , в случае, если источник излучени  помещен в магнитное поле; на фиг. 1 б - если в магнитном поле находитс  аналитическа  кювета; На фиг,1а вертикальными штриховыми лини ми отмечены центры о -компонент 200- го изотопа, одинаково смещенных относительно отсутствующей при продольном направлении магнитного пол  л:-компоненты (кривые 1, 3, 5), а также центры р да компонент СТС резонансной линии поглощени  ртути. В верхней части чертежа представлена функци  пропускани  аналитической кюветы с парами ртути (дл  представл ющего дл  нас интерес участка контура поглощени ) - кривые 2 и 4. Крива  1 - контур линии излучени  источника с 200- м (источник помещен в продольное магнитное поле), 2 - контур пропускани  паров . ртути в аналитической кюветы дл  эталонной пробы, 3 - контур линии излучени  после аналитической кюветы с эталонной пробой, 4 - контур пропускани  паров ртути с измененным изотопным составом (с увеличенным содержанием 202-го изотопа и уменьшенным содержанием 198-го, содержание 200-го неизменно). Подобное изме- «, нение пропускани , естественно, мен ет

относительные интенсивности о± компонент после аналитической кюветы (крива  5) - они станов тс  неравными. Следовательно , возникает их разница AI , пропорцио- нальна  в некотором диапазоне оптических плотностей в кювете вариации концентрации 202-го и 198-го изотопов, равной:

g А + Ani98 0П202 П198

где Дп202 и А п 198 - изменение концентрации 202-го и 198-го изотопов соответственно в исследуемой пробе по сравнению с

5 эталонной,

Как следует из сказанного, существенным условием реализации предлагаемого способа  вл етс  возможность выравнивани  поглощени  паров ртути в аналитичё0 ской кювете дл  о 200 компонент, или дл  о 202 и Я198 компонент. Проведенные эксперименты показали, что подобные услови  выполн ютс  в широком диапазоне оптических плотностей в источнике излучени  и давлений балластного газа.

На фиг.2 в Ka4ectee иллюстрации представлена зависимость дифференциального поглощени  а-200 компоненты А К-(источник в продольном магнитном поле) от напр женности магнитного пол  Н . На фиг.З приведены аналогичные зависимости дл  дифференциального поглощени  компоненты Яш и о -компонент других изотопов,

Зависимости получены дл  двух разных содержаний 202-го изотопа в пробе в аналитической кювете: крива  1 - 30,5% Нд202; крива  2 - 34.5% Нд202.

На фиг,2 и 3 АI означает дифференциальный изотопный сигнал, величина которого определ етс  вариацией концентраций 198 и 202-го изотопов ртути, Выбор этих изотопов обусловлен потребност ми геохимии но, как видно из фиг.2 и 3, предложенным способом можно определ ть относительную вариацию концентрации (других изотопов.„ На фиг.4 приведена зависимость АI, от

0.

0

5

АП202 +АП198

0

дл  обоих вариантов

П202П198

изотопного анализа. Крива  1 - источник излучени  в магнитном поле, крива  2 - в магнитном поле аналитическа  кювета. Точность определени  вариации концентрации е 202-го изотопа составила 0,25% (дл  источника в магнитном поле) и 0,15% (дл  кюветы в поле). Отметим, что подобные параметры превышают по крайней мере на пор док не только точность определени  вариации концентрации изотопов любого спектрального

метода, но также лучше соответствующих значений дл  серийных масс-спектрометров (0,3-0,5%). Нар ду с высокой точностью определени  предложенный способ отличаетс  высокой производительностью- врем  одного анализа не превышает 1 мин.

Предлагаемый способ может быть использован , конечно, не только дл  ртути. При наличии хот  бы частично разрешенной СТС линии поглощени  он может быть применен , например, дл  изотопных исследований таких элементов как Pb, LI, U, Их определение возможно, в частности в пламени или полом катоде, помещенном в поперечное магнитное поле.

Claims (2)

1. Формулаизобретени  1. Способ дифференциального абсорбционного изотопного анализа, включающий напуск в аналитическую кювету эталонной пробы, облучение ее посредством изотопного источника излучени , регистрацию по- глощени  эталона и выравнивание поглощени  дл  разных изотопных компонент , напуск анализируемой пробы, регистрацию ее поглощени , измерение разности поглощени  дл  разных изотопных компонент и расчет вариации содержани  определ емых изотопов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  воспроизводимости результатов анализа, в качестве источника используют моноизотопный источник излучени , содержащий изотоп, отличный от определ емых, помещают источник в продольное магнитное поле, при этом в аналитическую кювету напускают пары эталона , выравнивают поглощение т-компонент путем изменени  величины магнитного пол , напускают в кювету пары дополнительного эталона с повышенным известным содержанием одного из определ емых изотопов , измер ют разность интенсивностей г- компонент после их поглощени  в кюве те , напускают в кювету пары анализируемой пробы, измер ют ту же разность интенсивностей и. сравнива  полученный сигнал с сигналом от дополнительного эталона, рас- 5 считывают вариацию содержани  определ емых изотопов.
2. 2. Способ дифференциального абсорбционного изотопного анализа, включающий напуск в аналитическую кювету эталонной

   0 пробы, облучение ее посредством изотопного источника излучени , регистрацию поглощени  эталона и выравнивание поглощени  дл  разных изотопных компонент , напуск анализируемой пробы, регист5 рацию ее поглощени , измерение разности поглощени  дл  разных изотопных компонент , и расчет вариации содержани  определ емых изотопов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  воспроизводи0 мости результатов анализа, в качестве источника излучени  используют моноизотопный источник излучени , содержащий один из определ емых изотопов, при этом аналитическую кювету помещают

   5 в поперечное магнитное поле и напускают в нее пары эталона, уравнивают путем изменени  величины магнитного пол  поглощение п -компоненты одного изотопа и г-компоненты другого, в кювету напускают

   0 пары дополнительного эталона с повыа ен- ным известным содержанием одного из определ емых изотопов, измер ют разность интенсивностей излучени  после его поглощени  JT -компонентой одного изотопа г5 компонентой другого, напускают в кювету пары анализируемой пробы и измер ют ту же разность интенсивностей. а затем, сравнива  полученный сигнал с сигналом от дополнительного эталона, рассчитывают

   0 вариацию содержани  определ емых изотопов .

   Фиг. 15