地球环境所｜ICP-MS-MS测量超微量钚同位素

近日，中国科学院地球环境研究所环境放射性研究组基于串联等离子体质谱仪(ICP-MS-MS)和碰撞反应原理，结合放射化学分离，建立了一种高铀浓度环境样品中痕量钚同位素的分析方法。

通过对于不同碰撞反应气在消除²³⁸U干扰上的行为和对测量灵敏度影响的研究，发现NH₃和CO₂作为碰撞反应气体均可有效去除²³⁸U¹H和²³⁸U¹H₂对²³⁹Pu和²⁴⁰Pu测量的干扰，其中CO₂的性能更优。还发现He作为碰撞气体可以大幅提高钚同位素分析灵敏度（3倍）。在最佳条件下，可将²³⁸U的干扰降低至10-8量级，比目前已报道值低2个量级以上。

结合使用TEVA树脂的萃取色谱分离除去样品中的基体组分和主要铀，该方法可准确测定²³⁸U/²³⁹Pu > 1012的高铀含量样品中10-16克量级的超微量²³⁹Pu和²⁴⁰Pu。本方法为钚同位素在土壤侵蚀、核诊断、沉积物定年和洋流循环等示踪应用提供了保障。

论文链接1

Determination of ultra-low level plutonium isotopes (²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu) in environmental samples with high uranium

论文链接2：

Determination of Femtogram-Level Plutonium Isotopes in Environmental and Forensic Samples with High-Level Uranium Using Chemical Separation and ICP-MS/MS Measurement

该项目得到科技部基础性工作专项、中科院国际合作局国际伙伴计划、国家自然科学基金、国家大气中污染成因与治理攻关项目等的资助。