稳定同位素质谱仪应用技术培训讲义.pdf

IAE 稳定同位素质谱仪应用技术培训 李 波 主要内容 稳定同位素基本知识 稳定同位素的应用 稳定同位素质谱分析原理 IRMS操作 IRMS主机 EA-Conflo-IRMS PreCon-GC/C-IRMS GCC-IRMS 第一节 基本概念 IAE 什么是同位素 （Isotope） 同位素指具有相同质子数和不同中子数的原子。“isotope”一词源于希腊语 （原义为 同一个地方），意指同位素在元素周期表中占据了相同的位置。 12 13 14 例如 碳的 个主要同位素分别为 、 和 ，它们都有 个质子和 个电子，而 : 3 C C C 6 6 中子数分别为 、 和 。 6 7 8 同位素分类 稳定同位素 （ ）： 物理性质相对比较稳定，没有放射性和辐射效应的 stable isotope 同一元素的一些原子，为稳定同位素，已有 个之多。 300 不稳定同位素或放射性同位素 （ ）：凡能自发地放出粒子并衰变 radioactive isotope 为另一种同位素者为放射性同位素，至今发现1200个以上。 如12 13 14 、 为稳定同位素，而 为不稳定的 “放射性同位素”。 C C C 最常研究的稳定同位素元素有 种： 、 、 、 、 5 C H O N S 基本概念 IAE 同位素丰度（Isotope Abundance） ① 绝对丰度： 指某一同位素在所有各种稳定同位素总量中的相对份 额，常以该同位素与1 1 12 28 28 6 H （取H＝10 ）或 Si （Si ＝10 ） 的比值表示。 ② 相对丰度： 12 指同一元素各同位素的相对含量。例如 C＝98.892 ％， 13C ＝1.108％。大多数元素由两种或两种以上同位素组成， 19 少数元素为单同位素元素，例如 F＝100％。 R值和δ值 （同位素组成的表示方法） 基本概念 IAE 12 由于在自然界中轻同位素（例如 C ）的相对丰度很高，而 重同位素（例如13C ）的相对丰度都很低，因此用绝对丰度来表 示某种物质的同位素组成比较困难。所以通常使用相对量来表 示同位素的组成，也就是同位素的比率（isotope ratio ）或δ 单位表示。 这一表示方法不需要准确确定某一物质同位素的绝对丰 度，为国际上标准的表示方法。另外，同位素的比率δ 的测定 是由同位素比例质谱仪自动换算来完成的。 R值和δ值 （同位素组成的表示方法） 基本概念 IAE ① R值 一般定义同位素比值R为某一元素的重同位素原子丰度与