5-14  氢同位素分馏效应校正

张海路

同位素分馏效应是影响氢同位素丰度准确测定的主要因素。采用系统校正法和分子泵压缩比校正系数法可以较好地解决分馏效应对氢同位素丰度准确测定产生的影响。系统校正法是用标准样品的标称值对测量系统进行误差修正得到系统误差校正系数k，然后通过C_校=kC_样测，通过对标准样品的测量给出，校正系数k=C_标/C_标测，用系统校正法校正分析待测样品的丰度值，需要使用气体同位素标准，而分析不同丰度的氢同位素气体样品，需要使用相应丰度值的气体同位素标准。因此氢同位素标准气体的获取以及在储存过程中保持标称值不变是需要考虑的问题。

分子泵压缩比校正系数法是以质谱计气体进样原理为基础，将分子泵压缩比系数引入到氘丰度计算公式中而得出的一种校正方法。透平分子泵具有压缩比效应，对不同气体可产生不同的抽速，且有关系p_i¢ µ p_iexp(uM^1/2)，p_i¢ 为分子泵低真空端部分气体压强，即被抽走的气体压强；p_i 为分子泵高真空端部分气体压强，即被电离进入分析室的气体压强；u为几何因子；M为气体的质量数。由此可以推出分子泵压缩比校正系数法分析氘丰度的计算公式exp(uM^1/2)。

分子泵压缩比校正系数法是在分析气体质谱计进样原理的基础上，将分子泵压缩比效应引入到氘丰度计算公式中，比较好地解决了氢同位素分析过程中同位素分馏效应对准确测定氘丰度的影响。该校正方法使用简单，分析准确，分析样品时不需要使用同位素气体标准校正系统，同时对氢氘混合气体的平衡状态也没有要求。

不同氘丰度(19%~90%)样品时，用系统校正法和分子泵压缩比校正系数法给出分析结果见表1和表2。