同位素质谱技术与应用

2006年化学工业出版社出版的图书
《同位素质谱技术与应用》是2006年化学工业出版社出版的图书，作者是黄达峰等。
内容简介
本书是在总结前人的工作经验和国内外文献调研的基础上编著而成的，主要立足于实际应用，着重介绍了应用同位素质谱技术的研究方向和实验方法。全书分为两部分：第一部分是引论性的，简要介绍了同位素质谱仪器、同位素质谱技术的主要内容和实验方法；第二部分阐述了同位素质谱的主要应用，其中包括在地学、核科学、环境科学、生物医学、农业科学以及在原子量、原子质量和基本常数测量中的应用，最后还简要介绍了双同位素稀释质谱法。
本书适合从事质谱分析和物质结构、组成研究的科技人员阅读，亦可作为大专院校相关专业师生参考。
目录
第一章同位素质谱仪1
第一节进样系统1
一、气体进样系统1
二、直接进样器4
三、色谱?质谱联用仪进样系统4
第二节离子源5
一、电子轰击电离离子源5
二、热电离离子源5
三、电感耦合等离子体(ICP)离子源6
四、快原子轰击和离子轰击离子源7
五、场解吸离子源7
第三节质量分析器8
一、单聚焦质量分析器8
二、双聚焦质量分析器10
三、四极杆质量分析器10
四、飞行时间质量分析器11
五、离子阱质量分析器12
第四节离子收集检测器13
一、直接收集检测器13
二、二次电子倍增器14
三、离子?电子转换型闪烁检测器(Daly探测器)14
四、微通道板检测器15
第五节真空系统15
第六节计算机系统16
一、谱峰强度的归一化16
二、扣除本底或相邻组分的干扰16
三、用总离子流强度对谱峰强度进行修正16
四、实现测定功能的快速转换16
五、其他应用17
第七节同位素质谱仪的主要性能参数17
一、质量范围17
二、分辨本领17
三、灵敏度和丰度灵敏度18
四、精密度和准确度18
参考文献19
第二章气体稳定同位素质谱分析技术21
第一节气体同位素分馏效应及δ值21
第二节碳、氧同位素质谱分析22
第三节氢同位素质谱分析26
第四节硫同位素质谱分析28
第五节氮同位素质谱分析29
第六节稳定同位素质谱分析方法误差讨论30
一、偶然误差30
二、系统误差30
第七节δ值互换公式31
第八节气体稳定同位素的主要应用32
一、同位素地质温度计32
二、稳定同位素地层学研究33
三、气体稳定同位素的示踪应用34
参考文献35
第三章静态真空质谱仪分析技术36
第一节静态真空质谱仪36
一、真空、动态真空和静态真空36
二、静态真空质谱仪36
第二节静态超高真空的获得39
一、放气和漏气39
二、静态超高真空的获得39
第三节静态真空质谱仪的熔样装置和其他进样装置40
一、高频电炉40
二、电子轰击炉40
三、电阻加热炉40
四、激光熔样装置41
五、包体击碎装置41
六、气体进样装置42
第四节静态真空质谱仪的纯化系统42
第五节静态真空质谱仪主机的配置44
第六节静态真空质谱仪的主要技术指标45
一、静态气体上升速率45
二、全流程空白本底水平45
三、峰顶平滑度45
第七节Ar同位素分析45
一、Ar同位素分析方法45
二、Ar含量计算方法47
三、K?Ar法测年48
四、 40Ar/39Ar测年51
五、Ar同位素测年在地学中的应用56
第八节He同位素分析58
一、He同位素分析方法58
二、He含量计算方法59
三、(U?Th)/He法定年59
四、He同位素在研究地球演化史中的应用60
五、He在天然气勘探和成因研究中的应用60
六、He在地震预报中的应用62
第九节Ne同位素分析62
一、Ne同位素分析方法62
二、Ne同位素研究进展及其应用63
第十节Kr同位素分析63
第十一节Xe同位素分析64
一、Xe同位素分析方法64
二、Xe同位素的测年应用65
第十二节稀有气体同位素在核监控中的某些应用67
参考文献68
第四章热电离同位素质谱分析方法71
第一节热电离的基本原理71
第二节高强度稳定离子流的获得73
一、带材料的选择73
二、合理的带结构配置73
三、带的真空烘烤74
四、涂样技术74
第三节离子束流的分离与检测78
第四节影响同位素准确测定的主要因素与对策78
一、质量歧视效应和同位素分馏效应78
二、谱峰叠加的干扰81
三、记忆效应81
四、仪器的死时间82
第五节痕量样品和低丰度同位素分析82
一、痕量样品分析82
二、低丰度同位素分析83
参考文献84
第五章同位素质谱分析的样品制备87
第一节超净实验室87
一、实验室超净化87
二、试剂的超纯净化88
三、器皿的清洗88
第二节样品的分解和溶解89
一、碳酸盐岩石、矿物的分解和溶解89
二、氧化物矿物的分解和溶解89
三、硫化物矿物的分解和溶解90
四、磷酸盐矿物的分解和溶解91
五、硅酸盐矿物的分解和溶解92
六、硅酸盐类岩石的分解93
七、陨石、月岩的分解和溶解94
八、有机物的分解和溶解95
第三节元素分离原理95
一、离子交换分离法基本原理95
二、阳离子交换分离97
三、盐酸体系中阴离子交换分离98
四、氢溴酸体系中阴离子交换分离101
五、硝酸体系中阴离子交换分离102
六、氢氟酸体系中阴离子交换分离103
第四节离子交换分离方法103
一、铀?铅年代学样品中铅、铀、钍阴离子交换分离103
二、铷?锶年代学试样中铷、锶阳离子交换分离106
三、钐?钕年代学试样中钐、钕分离107
四、玄武岩中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分离108
五、海山岩石中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分离109
六、稀土矿物中Pb、U、Th、Rb、Sr、Sm、Nd分离109
七、岩石中Lu、Hf的分离110
八、岩石中La、Ce分离111
九、岩石中铅、锶、钕的分离112
十、硫化物中Pb的分离113
十一、氧化物矿物中铅的分离114
十二、食品中锌、镉、铁、铜、钙、铅、汞的分离114
十三、血清、血浆、红细胞、全血、生物组织中微量元素的分离115
十四、生物排泄物中微量元素的分离116
参考文献116
第六章稳定同位素标记示踪质谱技术119
第一节稳定同位素示踪质谱技术发展概况119
第二节标记同位素的制备方法121
一、精馏法121
二、化学交换法122
第三节稳定同位素123
一、标记化合物合成的基本方法123
二、标记同位素的选择123
三、标记化合物的合成技术与装置123
四、各类稳定性同位素标记化合物的合成方法124
第四节示踪产物样品的制备方法128
一、制备简单分子气体样品的方法128
二、制备无机化合物(无机盐)样品的方法129
第五节示踪产物的质谱测量方法129
一、同位素稀释质谱法129
二、标准曲线法130
三、13CO2呼气质谱测量方法131
四、天然同位素示踪法133
参考文献142
第七章同位素质谱测量值的不确定度144
第一节相关参数术语的定义144
一、精密度、准确度144
二、真值、约定真值146
三、测量与计量146
四、误差146
五、统计术语147
六、不确定度147
第二节误差分析148
一、分馏效应149
二、质量歧视效应150
三、空间电荷效应151
四、“记忆”效应152
五、基体效应154
六、同量异位素干扰155
七、噪声和中性粒子的本底158
八、强峰拖尾159
九、测量系统的“本底”161
第三节测量值的溯源性163
一、溯源性的含义163
二、化学测量量值的溯源163
三、同位素测量量值的溯源166
参考文献168
第八章同位素标准物质169
第一节基本概念169
一、标准物质和有证标准物质169
二、有证标准物质的分类与分级170
三、有证标准物质的特点171
四、有证标准物质的作用171
第二节同位素标准物质172
一、同位素与核素172
二、研制同位素标准物质的意义173
三、同位素标准物质的分类175
四、同位素标准物质的现状177
第三节同位素标准物质的研制方法188
一、标准物质的均匀性189
二、标准物质的稳定性191
三、标准物质的定值192
四、量值不确定度分析192
五、标准物质特性量量值的表示193
第四节锌同位素丰度比标准物质的研制193
一、锌同位素丰度比标准物质的制备194
二、锌同位素标准物质均匀性检验195
三、标准物质的定值196
四、锌同位素标准物质的稳定性检验197
五、不确定度评定199
六、锌同位素标准物质量值的确定202
参考文献202
第九章同位素质谱技术在地学中的应用203
第一节天然元素同位素组成的测定203
第二节同位素质谱技术在地质年代学中的应用203
一、同位素地质年代学的理论基础203
二、同位素地质年代学基本原理204
三、同位素地质年代学测定技术208
四、同位素质谱技术在矿床年代学中的应用211
五、同位素质谱技术在岩石年代学中的应用212
六、陨石、地球、月球年龄215
第三节同位素质谱技术在矿床成因研究中的应用217
一、铀、钍矿床成因及物质来源217
二、金属硫化物矿床成因及其物质来源217
第四节同位素质谱技术在岩石成因研究中的应用218
一、花岗岩类成因及物质来源219
二、火山岩成因及物质来源219
第五节同位素质谱技术在壳、幔演化研究中的应用220
一、中国大陆地幔的不均一性220
二、全球地幔的不均一性220
三、壳、幔的锶、钕、铅同位素特征221
第六节同位素质谱技术在找矿方面的应用221
一、铅同位素在找铀矿中的应用221
二、铅同位素在找铜铅锌矿床中的应用222
参考文献222
第十章同位素质谱技术在核工业中的应用224
第一节同位素质谱技术在铀矿地质中的应用224
第二节同位素质谱技术在核燃料生产中的应用225
一、核燃料生产过程225
二、同位素质谱技术在铀水冶过程中的应用226
三、同位素质谱技术在铀精炼过程中的应用228
四、同位素质谱技术在235U富集过程中的应用228
五、同位素质谱技术在核燃料元件制备中的应用230
六、同位素质谱技术在核燃料回收过程中的应用231
第三节同位素质谱技术在核动力反应堆工程中的应用231
一、反应堆用过的核燃料元件的检测231
二、核燃料燃耗的测定232
三、核动力堆辐照元件中裂变产物含量的测定233
第四节同位素质谱技术在浓缩同位素生产与核管理中的应用234
一、在浓缩同位素生产中的应用234
二、在核管理中的应用234
参考文献235
第十一章同位素质谱技术在环境生物医学和农业中的应用237
第一节在环境科学中的应用237
一、利用同位素自然丰度比研究环境污染过程和来源237
二、利用同位素分析技术表征复合型大气铅污染过程239
三、放射性核素钚污染来源的探讨240
第二节在生物医学研究中的应用240
一、稳定同位素示踪技术的原理和特点240
二、用标记物质作定量分析的内标241
三、在过程示踪中的应用242
第三节在农业科学中的应用243
一、样品处理243
二、在稳定同位素标样分析中的应用244
三、同位素示踪技术的应用244
参考文献247
第十二章原子量的测量250
第一节原子量测量的历史背景250
第二节原子量测量的意义253
第三节原子量的标度和物质的量的单位254
一、原子量的标度(atomic weight scale)254
二、物质的量的基本单位——摩尔255
第四节同位素绝对丰度256
第五节原子量的质谱测量法258
一、质谱测量法原理258
二、实验方法259
三、实例263
第六节原子量测定的现状及其展望270
参考文献272
第十三章原子质量和基本常数的测定274
第一节原子质量测定274
第二节阿伏加德罗常数、法拉第常数、普适气体常数等基本常数的
测定277
一、阿伏加德罗常数NA的测量278
二、法拉第常数F280
三、气体普适常数281
四、其他常数282
五、结束语283
参考文献284
第十四章双同位素稀释质谱法285
第一节双同位素稀释质谱法的基本原理285
一、建立分馏归一方程和稀释法质量方程285
二、方程的求解条件286
三、基本方程的求解方法287
四、双同位素稀释质谱法的应用290
第二节测量有机化合物的双同位素稀释质谱法290
一、测量丁基锡物种浓度和裂解系数的双同位素SIDMS290
二、测量甲基汞物种浓度和转换的双同位素SIDMS292
参考文献295
附录296
Ⅰ? 国际同位素与原子量委员会2005年公布的元素原子量296
Ⅱ? 选定的放射性核素的原子质量和半衰期299
Ⅲ? 元素同位素组成(2001年)301
Ⅳ? 元素的基本参数309