[發(fā)明專利]一種同位素質(zhì)譜儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810780924.6
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN108987242A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜山;靳根明
• 申請（專利權(quán)）人: 姜山
• 主分類號: H01J49/26
• 分類號: H01J49/26;H01J49/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

本發(fā)明公開一種同位素質(zhì)譜儀。所述質(zhì)譜儀包括：電子回旋共振離子源、前端分析裝置、后端分析裝置和離子探測器；電子回旋共振離子源與前端分析裝置連接，電子回旋共振離子源用于產(chǎn)生多價電荷態(tài)的離子束；前端分析裝置與后端分析裝置連接，前端分析裝置對離子束進行選擇、分離，并接收常量、微量、痕量級的離子束；后端分析裝置與離子探測器連接，后端分析裝置用于排除超痕量級的待測同位素的本底；離子探測器用于接收超痕量級的離子束，并對超痕量級的離子束進行能量測量與分離，獲得超痕量級的待測同位素。本發(fā)明的質(zhì)譜儀具有排除分子本底和同量異位素本底能力，同時還有束流強、傳輸效率高等優(yōu)點，從而有效地提高同位素MS測量的豐度靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及質(zhì)譜學儀器領(lǐng)域，特別是涉及一種同位素質(zhì)譜儀。

背景技術(shù)

同位素質(zhì)譜法(Mass Spectrometry,以下簡稱MS)是測量樣品中同位素豐度比值的一種MS，例如3H/H、13C/12C、18O/16O等等。通過同位素原子數(shù)比值的測量，能夠得到事物年代和過程示蹤信息。廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、環(huán)境、考古、海洋等許多學科。

傳統(tǒng)同位素MS儀器，主要由離子源系統(tǒng)、質(zhì)量分析器系統(tǒng)和離子檢測器系統(tǒng)組成。同位素MS因存在分子離子本底和同量異位素離子本底的干擾，而影響豐度靈敏度的測量，其同位素豐度靈敏度對于14C的測量，14C/12C比值僅能夠達到10^-6-10^-8，即達到痕量的分析范圍。

由于地質(zhì)、環(huán)境、生物醫(yī)學、考古、海洋等學科研究的深入發(fā)展，需要測量元素的同位素豐度靈敏度水平不斷提高，通常要求測量的豐度靈敏度達到10^-8—10^-15范圍，即超痕量的范圍。目前同位素MS儀器的豐度靈敏度還遠遠不能夠滿足測量的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種同位素質(zhì)譜儀，以提高同位素MS測量的豐度靈敏度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種同位素質(zhì)譜儀，所述質(zhì)譜儀包括：電子回旋共振離子源、前端分析裝置、后端分析裝置和離子探測器；所述電子回旋共振離子源與所述前端分析裝置連接，所述電子回旋共振離子源用于產(chǎn)生多價電荷態(tài)的離子束；所述前端分析裝置與所述后端分析裝置連接，所述前端分析裝置對所述離子束進行選擇、分離，并接收常量、微量、痕量級的離子束；所述后端分析裝置與所述離子探測器連接，所述后端分析裝置用于排除超痕量級的待測同位素的本底；所述離子探測器用于接收超痕量級的離子束，并對所述超痕量級的離子束進行能量測量與分離，獲得超痕量級的待測同位素。

可選的，所述質(zhì)譜儀還包括：運算模塊；所述運算模塊與所述前端分析裝置的輸出端連接，所述運算模塊用于計算所述前端分析裝置接收的接收常量、微量、痕量級的離子束的同位素豐度比值；所述運算模塊還與所述離子探測器的輸出端連接，所述運算模塊還用于計算所述離子探測器獲得的超痕量級的待測同位素的豐度比值。

可選的，所述電子回旋共振離子源為正離子源，對于從H到Pu的所有元素、錒系元素、超錒系元素均能產(chǎn)生多價電荷態(tài)的離子。

可選的，所述前端分析裝置具體包括：加速段、第一磁分析器和離子接收器；所述加速段的離子輸出端與所述第一磁分析器的輸入端連接，所述第一磁分析器的輸出端對應(yīng)固定所述離子接收器；所述第一磁分析器用于對所述加速后的離子束進行選擇、分離；所述離子接收器用于接收分離出的常量、微量、痕量級的離子束。

可選的，所述加速段為單級靜電加速管，所述加速管加速的束流強度范圍為10μA-10mA，所述加速管的工作電壓為10kV-600kV。

可選的，所述離子接收器為一組法拉第杯，所述法拉第杯的個數(shù)為5～9個。