İzotop oranı kütle spektrometrisi

İzotop oranı kütle spektrometrisi (Isotope-ratio mass spectrometry-IRMS), belirli bir örnekteki izotopların göreceli bolluğunu ölçmek için kütle spektrometrik yöntemlerin kullanıldığı bir kütle spektrometrisi uzmanlığıdır.

Bu tekniğin yer ve çevre bilimlerinde iki farklı uygulaması vardır. 'Kararlı izotopların' analizi normalde doğal sistemlerde kütleye bağlı izotopik fraksiyonlamadan kaynaklanan izotopik varyasyonların ölçülmesiyle ilgilidir. Öte yandan, radyojenik izotop analizi, doğal radyoaktivitenin bozunma ürünlerinin bolluğunun ölçülmesini içerir ve çoğu uzun ömürlü radyometrik tarihleme yöntemlerinde kullanılır.

Giriş

İzotop oranı kütle spektrometresi (IRMS), doğal olarak oluşan izotopların karışımlarının hassas ölçümüne izin verir. İzotop oranlarının kesin olarak belirlenmesi için kullanılan çoğu alet manyetik sektör tipindedir. Bu tip analizör, iki nedenden dolayı bu araştırma alanındaki dört kutuplu tipten üstündür. Birincisi, çoklu toplayıcı analizi için ayarlanabilir ve ikincisi, yüksek kaliteli 'tepe şekilleri' verir. Bu hususların her ikisi de çok yüksek hassasiyet ve doğrulukta izotop-oran analizi için önemlidir.

Alfred Nier tarafından tasarlanan sektör tipi enstrüman, kütle spektrometresi tasarımında o kadar ilerlemiştir ki, bu tip enstrüman genellikle 'Nier tipi' olarak adlandırılır. En genel anlamda, alet ilgilenilen numuneyi iyonize ederek, onu kilo-volt aralığında bir potansiyel üzerinde hızlandırarak ve oluşan iyon akışını kütle-yük oranına (m/z) göre ayırarak çalışır. Daha hafif iyonlara sahip ışınlar, daha ağır iyonlu ışınlara göre daha küçük bir yarıçapta bükülür. Her iyon ışınının akımı daha sonra bir 'Faraday kabı' veya çarpan detektörü kullanılarak ölçülür.

Çoğu radyojenik izotop ölçümü, katı bir kaynağın iyonlaştırılmasıyla yapılırken, hafif elementlerin (örneğin H, C, O) kararlı izotop ölçümleri genellikle bir gaz kaynağı olan bir cihazda yapılır. "Çoklu toplayıcı" bir cihazda, iyon toplayıcı tipik olarak, birden fazla izotopun eşzamanlı tespitine izin veren bir dizi Faraday kabına sahiptir.

Kaynakça