稀有气体同位素样品取样及分析方法改进
2021-03-20刘汉彬李军杰张建锋金贵善
世界核地质科学 2021年1期
刘汉彬, 李军杰, 张 佳, 张建锋, 金贵善, 韩 娟, 石 晓
(核工业北京地质研究院, 北京 100029)
稀有气体同位素组成在地质、能源、矿产、地震、水文、火山、海洋、核电、大气监测和天体等众多领域具有重要的示踪作用[1-3]。 因稀有气体含量相对较低,受干扰因素多,其同位素组成的准确测定是示踪方法能否得以有效应用的首要前提和基础。
影响稀有气体同位素组成测试不准确的主要因素之一为样品污染。其中,样品污染包括取样过程中样品被大气污染,或在储存过程中,因样品容器对稀有气体漏率大,导致大气渗入而被污染。由于样品纯度的保持主要受取样和保存两个环节的限制,因此,首先要考虑取样过程中避免空气污染;其次,要使用稀有气体渗透率低的材料来密封样品,或利用真空密封技术,避免样品与空气发生交换。
取样过程看似较为简单,但受影响因素却很多,往往样品测试后不能得到准确、可靠的分析数据,这是科研工作者取样面临的现实问题。如何有效地进行气体、液体、固体的同位素组成分析样品取样,是一个随着稀有气体同位素广泛应用而亟待研究的基础问题,主要介绍近年来对取样方法的研究与改进,并略述固体、水液体、气体的同位素组成分析主要步骤,以便相关研究人员应用稀有气体同位素组成示踪方法时参考使用。
1 取样容器材料
气体采样袋材料一般分为铝塑复合膜、Devex(得维克)多层膜、 PEP膜、Fluode(氟莱得)膜等类型,它们中含有聚乙烯、粘合剂等有机材料,易释放出苯、酮、醚和酯等有机质,给后期样品稀有气体的纯化带来很大困难。……
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