实验室

热电离质谱(TIMS)实验室

发布时间:2006-09-06

实验室介绍

仪器名称及型号

热电离同位素质谱仪(Thermal ionization mass spectrometry-TIMS),型号Triton


   

仪器简介
  
Triton热电离同位素质谱仪(德国Thremo Fisher Scientific)主要由进样系统、离子源、磁分析器、检测器及数据处理系统组成。进样系统把待分析的样品送进离子源;离子源把样品中的原子、分子电离成离子;质量分析器使离子按照质荷比的大小分离开来;检测器用以测量、记录离子流强度而得出质谱图。

主要技术指标:
1、质量分辨率:>450
2、质量范围:5-320
3、同时接受的相对质量范围:17%,6Li和7Li
4、离子加速电压:对于正负离子均为10KV
5、内精度:(Sm-Nd;Rb-Sr;U-Pb)≤5ppm  Re-Os≤10ppm  B≤100ppm
6、外精度:(Sm-Nd;Rb-Sr;U-Pb)≤5ppm  Re-Os≤10ppm  B≤100ppm
7、准确度:(Sm-Nd;Rb-Sr;U-Pb)≤5ppm  Re-Os≤10ppm
8、真空度:离子源≤2 x 10-8 mbar(冷阱),分析室≤8 x 10-9 mbar,检测器室≤1 x 10-9 mbar
9、峰稳定性:≤ ±30ppm/30min
10、丰度灵敏度:不带过滤器≤5ppm,带过滤器≤5ppb
11、灵敏度:≥3ion/100μmol
12、法拉第杯放大器:
 a、输入电阻 1011欧姆
 b、噪音≤2 x 10-16A(4S积分),≤5 x 10-17A(64S积分)
 c、信号衰减≤10ppm/2S
 d、基线漂移≤11 x 10-16A/h
13、离子计数器:
 a、背景噪音≤10cps
 b、效率:无过滤器≥95±0.2%,有过滤器93±0.3%
14、峰顶平坦度:
 a、法拉第≤10-4
 b、EPT SEM ≤10-3

仪器工作原理
   热离子质谱法(Thermal ionization mass spectrometry, TIMS)是基于经分离纯化的试样在Re、Ta、Pt等高熔点的金属带表面上,通过高温加热产生热致电离的一门质谱技术。质谱仪是一种将待测物质电离、且按质荷比不同来分离和检测带电粒子的仪器。

离子源(上图)可以使被分析的样品电离为正离子或负离子。表面电离源是指当原子(分子)撞击灼热金属表面时,一部分原子(分子)改变运动方向飞离金属表面,另一部分原子(分子)则损失(或得到)电子成为正离子(或负离子),并且飞离金属表面。
   Acceleration: 1/2 mv2 = qV
   Separation: qvB = mv2/R
   m/q = R2B2/2V
  加速电压V的变化和质量M的变化,都可能引起离子轨迹的变化,而加速电压与离子能力成正比,或离子速度的平方成正比。

检测器结构如上图所示。仪器配有9个法拉第杯(Faraday Cup)和4个离子计数器(Multiplier)以及1个光电倍增管(Daly-Multiplier)和1个电子倍增器(ETP Electron Multiplier)。

   应用范围:
  
主要应用于高精度地测定岩石、矿物、陨石以及月岩样品、土壤等样品中元素的同位素比值以及矿物和岩石绝对年龄测定,用于同位素年代学及同位素示踪研究。目前已在宇宙化学、矿床学、地球化学、海洋学、生物学等领域得到广泛的应用。


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