5-4  提高铀质谱分析灵敏度的一种方法研究

龙开明  贾宝亭  刘雪梅  汤  磊

在质谱分析中，磷酸作为电离增强剂在分析锂、铅、钡等元素时经常使用，而对于铀质谱分析使用磷酸作为电离增强剂则未见报道。初步研究了磷酸在铀质谱分析中的铀离子产额，发现使用磷酸可以提高铀质谱分析灵敏度达到4.5倍。

实验制备了铀质量浓度为50 mg×ml^-1的铀样品和质量浓度为15 mg×ml^-1磷酸试剂，采用传统的液体涂样方式制备样品源。进行了空白带除气。测量中利用¹⁸⁷Re⁺离子流调整好离子源和离子光学系统，使仪器处于最佳状态。

实验测量了4个不加磷酸和16个加磷酸的样品，每个样品中铀含量为50ng，实验中根据²³⁸U⁺离子流的大小不同，采用法拉第接收器和离子计数器接收离子流，质谱计法拉第接收器的放大器高阻为1´10¹⁰ W，Y₈为²³⁸U⁺的离子产额，既接收到的²³⁸U⁺总离子数与测量样品中总的²³⁸U原子数的比值。

实验研究了传统涂样和使用磷酸涂样情况下铀的质谱分析情况，在不加磷酸的情况下，铀的离子峰较不稳定，同时，铀的离子产额为4.841´10^-5。加入磷酸的铀的离子产额为2.197´10^-4，加入磷酸可以提高铀的离子产额约4.5倍，1万个铀原子可产生2个铀离子并接收到。由此可见，在铀的质谱分析中，涂样中加入磷酸可以提高铀的离子产额，为实现铀的超灵敏分析提供了一种可取的方法。