用HI-13串列加速器质谱装置测量182Hf的研究

¹⁸²Hf的半衰期为(8.90±0.09)Ma, 是一个接近灭绝的放射性核素. 超新星爆炸是自然界中已知的惟一能产生¹⁸²Hf的途径. 因此¹⁸²Hf是研究近1亿年来在地球附近可能发生的超新星事件的理想核素. 另外, ¹⁸²Hf是核工程中特别感兴趣的一个长寿命放射性核素. 精确测量超痕量的¹⁸²Hf对反应堆的设计和核天体物理学以及其他研究领域都是非常重要的. 用加速器质谱有可能实现对超低含量¹⁸²Hf的测量. 在中国原子能科学研究院的HI-13加速器质谱装置上对¹⁸²Hf的测量方法以及样品的化学去钨方法进行了研究, 分别得到了空白样品以及系列标准样品的¹⁸²Hf和¹⁸³W的能量-飞行时间双维谱. ¹⁸²W对¹⁸²Hf计数的贡献是通过测量¹⁸³W的计数归一扣除的. 目前本工作对¹⁸²Hf的测量灵敏度为4.15±10^－11 (¹⁸²Hf/¹⁸⁰Hf比值).     

基于CaF2靶样的加速器质谱测量生物样品中41Ca的方法研究

为满足⁴¹Ca生物示踪样品测量的需要, 在北京HI-13串列加速器质谱(Accelerator Mass Spectrometry, AMS)系统上建立了以CaF₂为靶样的⁴¹Ca AMS分析方法.生物样品和⁴¹Ca标准样品经过化学分离和纯化, 制备成CaF₂作为靶物质. AMS测量⁴¹Ca时, 离子源引出CaF₃-负离子, 膜剥离后的电荷态选择为7⁺态, 加速器端电压选定为8.5MV, 用充有140mbar P10气体的多阳极电离室探测⁴¹Ca. 结果显示探测器可实现对⁴¹Ca与同量异位素干扰⁴¹K的分辨, 粒子谱中⁴¹K的计数率很低,对⁴¹Ca不形成干扰. 对制备的4个标准样品(⁴¹Ca/⁴⁰Ca在1.785×10^－8—1.750×10^－10范围)的测量结果显示⁴¹Ca/⁴⁰Ca绝对测量值与标称值之间的线性关系良好(r²=0.997),经⁴¹Ca/⁴⁰Ca为1.785×10^－8的标准样品归一化后, S2, S4两个标样的测量值与标称值吻合较好, 但标样S3的测量值与标称值有较大偏离. 估计生物样品的⁴¹Ca/⁴⁰Ca本底值低于8.2×10^－13.     

利用加速器质谱计测量10Be形成截面

加速器质谱计具有很高的灵敏度,能测量样品中含量极微的杂质同位素.¹⁰Be是一种宇宙成因核,在地学、环境科学和宇宙学等领域有广泛的应用,它为纯β衰变核,端点能量低且半衰期很长.采用测量剩余核放射性方法确定¹⁰Be形成截面很困难.本文报道利用加速器质谱计技术测量¹⁰Be反应总截面的方法和结果,并对应用前景作了讨论.     

太阳核心中7Be电子俘获几率的计算

在太阳核心的条件下,⁷Be原子被完全电离.所以,重新计算的⁷Be和⁸B太阳中微子流强分别约为4.00×10⁹cm^－2·s^－1和6.18×10⁶cm^－2·s^－1,而标准太阳模型预言的⁷Be和⁸B太阳中微子流强则分别是4.80×10⁹cm^－2·s^－1和5.15×10⁶cm^－2·s^－1.这将进一步增大在Super Kamiokande太阳中微子实验上中微子流强的实验测量值与理论预计值之间的差异.     

6.3—24.6MeV/u 40Ar+natW反应中Hf的生成研究

用放射化学方法研究了6.3—24.6MeV/u ⁴⁰Ar+^natW反应中Hf的生成,得到了Hf同位素的激发函数、反冲性质和同位素分布.指出利用HIRFL能量的重离子和丰中子靶核作用,能以一定的截面生成A>170区丰中子新核素.利用中能重离子的强穿透力特点,使用厚靶,可以明显地提高丰中子新核素的产额.过高的入射能量对新核素生成无明显贡献.     

187Au的能级结构及单质子与偶–偶核芯的耦合特性

利用¹⁷⁷Hf(¹⁹F,9n)¹⁸⁷T1反应和在线同位素分离法,对¹⁸⁷Au低激发态能级结构进行了γ–γ符合与γ–e符合的测量分析,束流能量为175MeV,发现了多条新的跃迁,测量了内转换系数,扩展了¹⁸⁷Au的能级图.对¹⁸⁷Au低激发态下的集体带结构、单质子与不同偶–偶核芯的耦合特性进行了讨论.     

Developments in accelerator mass spectrometry (AMS) method for 182Hf

The present detection limit for ¹⁸²Hf at CIAE HI-13 AMS systems could not satisfy various applications (e. g. detection of a nearby supernovae signal). Therefore, techniques were developed in this work to improve the AMS measurement of ¹⁸²Hf mainly on building a new injector and using a method that based on solid-phase reaction for the preparation of HfF₄ samples from HfO₂. The experimental results show that mass resolution of the injector can reached 630, and the F^－/O－ and beam current of ¹⁸⁰HfF₅^－ for HfF₄ samples produced by dry method is about 2—3 times and 1.5 times of that by previously method, respectively.     

181Hf(n,γ)182Hf反应截面测量

在中国原子能科学研究院重水研究堆上用活化法对反应堆中子引起的181Hf (n,γ)182Hf反应截面进行了测量. 反应堆中样品照射位置的热中子与超热中子的通量比值约为10. 照射后样品中的182Hf/180Hf和 181Hf/180Hf的原子数比值是用热电离质谱测量的. 本工作以180Hf (n,γ)181Hf反应截面(14.80±0.60 b)为标准，测得的反应堆中子引起的181Hf (n,γ)182Hf反应截面值为80.0±5.6 b.     

加速器质谱测量182Hf的效率研究

182Hf是长寿命放射性核素,其半衰期约为9×106 a. 测量环境样品中的182Hf对核天体物理学和核工程的研究具有重要的意义. 加速器质谱(AMS)作为一门超高灵敏核分析技术,可以测量样品中极其微量的182 Hf. 本工作在中国原子能科学研究院HI 13串列加速器核物理国家实验室的AMS装置上对182 Hf的AMS效率进行了测量,得到了初步的测量结果.     

Recent progress in AMS measurement of 182Hf at the CIAE

In order to improve the accuracy of accelerator mass spectrometry (AMS) measurement for ¹⁸²Hf/¹⁸⁰Hf, a series of measurements have been taken in the AMS laboratory at the China Institute of Atomic Energy (CIAE). The major ones include the instantaneous monitoring of ¹⁸⁰HfF₅^- current, testing the stability of transmission, the alternate measurements of an unknown sample and standard, and the origin identification and minimization of background ¹⁸²W. The experimental details and the improvement in the measurement accuracy, as well as some useful suggestions for better satisfying the requirements of certain practical applications, are presented in this paper.     

AMS测量中同量异位素的鉴别方法

在加速器质谱测量中,存在同位素和同量异位素的干扰.排除同位素的干扰是开展超微量核素分析的重要课题之一.主要介绍了加速器质谱测量中同量异位素的几种鉴别、排除方法,以及这些方法的原理、发展及应用. There are interference of isotopes and isobars in accelerator mass spectrometry (AMS) measurements. Eliminating the isobaric interference is the important aspect in AMS measurements. Several methods of isobaric identification in AMS measurements are discussed in this paper. Principles, developments and applications of these methods are also introduced.     

通过36Cl的AMS测定研究灰岩的侵蚀速率

36Cl是一种长寿命放射性核素,它广泛存在于大气圈和岩石圈中. 通过测定岩石样品中的36Cl含量,可以计算岩石的侵蚀速率以及暴露年龄. 目前,加速器质谱是测量36Cl的唯一有效方法. 本文对36Cl的加速器质谱(AMS)测量方法进行了研究,并通过36Cl的AMS测量计算出了北京石花洞地区灰岩表面的侵蚀速率,其数值为(1.33±0.28)×10-5 m·a-1.     

中国原子能科学研究院的长寿命核素加速器质谱测量及其应用(英文)

加速器质谱是近年来蓬勃发展的一种十分活跃的核分析技术,其应用涉及环境科学、地质学、核物理及天体物理、生物医学等多个领域。中国原子能科学研究院的加速器质谱装置自从1989年建立至今,已经对^36Cl,^10Be,^129I,^26Al,^79Se和^41Ca等多种核素进行了成功测量。介绍了中国原子能科学研究院的加速器质谱计系统、核素的测量原理及几种相关核素的成功应用。The Accelerator Mass Spectrometry facility at the China Institute of Atomic Energy was established in 1989. The measurement methods for interesting nuclides such as ^36Cl, ^10Be, ^129I, ^26Al, ^79Se and ^41Ca etc. have been established and studies on their applications have been carried out. The facility and some interesting applications are briefly introduced.     

~(36)Cl的加速器质谱测量及其应用

长寿命核素36Cl的半衰期为3.01×105a,广泛分布于自然界中。加速器质谱是目前测量36Cl的最灵敏的方法。介绍了36Cl的样品制备及加速器质谱测量方法,重点描述了基于小型化加速器质谱发展起来的测量36Cl的探测方法及其特点,综述了各实验室利用36Cl在相关领域开展的工作及所取得的成果。     

AMS重核素测量的入射离子X射线探测法

介绍了在加速器质谱学中发展的入射离子 X射线的探测技术,以便应用于测定中重同位素的同量异位素鉴别 .描述了在中国原子能科学研究院加速器质谱计上建立的入射离子 X射线探测装置和实验结果 .通过测量入射离子 X射线,实现了64Cu测量中对同量异位素64Ni和64Zn的鉴别 ,以及79Se测量中对79Br的鉴别. In recent years, a new technique to detect the charteristic X ray from projectile ions in accelerator mass spectrometry (AMS) has been developed. After analysis in the routine AMS system, the ions are stopped in an appropriately chosen target in steat of an ion detector and induced X ray are detected for identification of ions by atomic number. For the application of AMS to higher mass isotopes with mass number>20 using small accelerator, the characteristic X rays technique is better...     

26Al的加速器质谱测量及其应用

26Al是一个在多个学科都非常有意义的放射性核素。主要介绍了国内外在利用加速器质谱技术测量26Al时所开展的各种测量方法、各自的优缺点和测量灵敏度，并介绍了目前利用^26Al在地球科学、生物医学、核物理以及天体物理等诸多方面的应用研究工作。     

ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性

表层沉积物易于富集和释放水中重金属,是污染水体中重金属的源和汇,研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段,研究了在优化实验条件下,黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。结果表明：黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用,在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上,且是自发的吸热过程(ΔG<0,ΔH>0)。动力学实验显示,两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。等温吸附方程拟合发现,Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。解吸过程符合Elovich方程,且受pH的影响较大。Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明,Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ),且均低于单离子吸附率。扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示,黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则,且具有相对较高比表面积。该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为,对评估沉积物污染风险和污染修复、掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。     

X射线荧光微区分析结合电感耦合等离子体质谱法进行保健食品中元素含量的测定

X射线荧光光谱微区分析法既有X射线荧光光谱法快速、简便、无损检测等特点,又可对保健食品表面的元素分布进行检测,电感耦合等离子体质谱法具有检出限低、线性范围宽、多元素同时测定等优点,旨在建立一种X射线荧光光谱微区分析法和电感耦合等离子体质谱法联合测定保健食品中元素种类、分布及含量的方法.利用X射线荧光光谱微区分析技术对一...     

A small and compact AMS facility for tritium depth profiling

Depth profiling measurements of tritium in carbon samples have been performed during the past seven years at the AMS facility installed at the Rossendorf 3 MV Tandetron. The samples have been cut from the inner walls of the fusion experiments ASDEX-upgrade/Garching and JET/Culham. The tritium content of the samples from JET required a dedicated AMS facility to prevent any contamination of the versatile 3 MV Tandetron. On the basis of an air-insulated 100 kV tandem accelerator equipped with a gas stripper an AMS facility exclusively devoted to tritium depth profiling was installed, tested and used for routine measurements. After additional successful tests employing diamond-like carbon (DLC) stripper foils at this accelerator, another small and compact 100 kV tandem accelerator with SF₆ insulation and a DLC stripper has been installed at the AMS facility. Results obtained with the different tandem accelerators are presented.