 |
Методы изотопных исследований
|
|
Изотопные методы напрямую связаны с понятием изотопы. Изотопы – это разновидности одних и
тех же химических элементов, имеющих разное количество нейтронов, но одинаковое количество
протонов в ядре и соответственно имеют разные массы. Изотопы одного химического элемента
обладают практически одними и теми же химическими свойствами. Некоторые элементы в природе
являются моноизотопными, то есть 100 % природной распространенности приходится на один изотоп
(например, Al, Sc, Y, Rh, Nb и т.д.), а другие имеют два и более изотопов
(S, Ca, Ge, Ru, Pd, Cd, Sn, Xe, Nd, Sm и т.д.). Одни изотопы являются стабильными,
другие нестабильными – радиоактивными. Радиоактивные изотопы распадаются через какое-то
время до стабильных изотопов, называемых условно - радиогенными.
|
|
Радиоактивные изотопы совместно с радиогенными используют для определения времени
образования горных пород и минералов. Например, изотоп 40K распадается
на 40Ar и 40Ca. На этих явлениях построены два метода -
K-Ar и K-Ca методы определения возраста горных пород и минералов.
|
|
Стабильные изотопы используют для установления источника вещества, температуры
образования минералов, фракционирования изотопов в природе и во многих других
физико-химических явлениях в природе. Их использование основано на том, что изотопы с
разными массами с разной скоростью участвуют в химических реакциях, фазовых превращениях
и соответственно могут иметь различный изотопный состав исходного и конечного веществ.
|
|
Все эти исследования изотопов связаны с определениями изотопного состава вещества.
Это осуществляется на приборах под названием масс-спектрометры. В масс-спектрометрах
исследуемые изотопы должны быть превращены в пучок заряженных частиц, который проходя
в магнитном поле делится по отношению масса к заряду. А регистрирующее устройство в
конечном итоге определяет соотношение исследуемых изотопов.
|
|
Масс-спектрометры делятся на газовые, твердофазные и с индуктивно-связанной плазмой.
В газовых масс-спектрометрах исследуемое вещество должно быть подано в прибор в виде газа,
в ионном источнике которого под воздействием пучка электронов происходит превращение в
ионы. Такой способ используется для анализа изотопного состава легких элементов
(углерод, водород, кислород. сера, азот и т.д.), а также инертных газов (гелий, аргон и др.).
|
|
В твердофазных масс-спектрометрах анализируемое вещество в виде раствора наносится
на ленточку из тугоплавкого металла, по которой пропускается ток, разогревающий
ее до высокой температуры. За счет высокой температуры нанесенное вещество испаряется
и ионизируется. Такой способ используется для изотопного анализа рубидия, стронция, свинца и т.д.
|
|
В масс-спектрометрах с индуктивно-связанной плазмой раствор исследуемого вещества вводят
в плазму аргоновой горелки, в которой атомы и молекулы моментально превращаются в ионы.
Используется для многоэлементного анализа в диапазоне концентраций от мг/л до пг/л в
органических и неорганических матрицах и твердом теле, а также анализ изотопных отношений
с высокой точностью для неитерферирующих и интерферирующих изотопов.
|
|
|
Лаборатория ХСМА
зав.лаб. Цыренова Альбина Афанасьевна
т. (3012) 43-67-12
e-mail: chsma@geo.stbur.ru
Лаборатория ФМА
Изотопные методы
с.н.с. Посохов Виктор Федорович
т. (3012) 43-76-45
e-mail: vitaf1@yandex.ru
РФА - метод
к.т.н. Жалсараев Батоболот Жалсараевич
т. (3012) 43-76-45
e-mail: bzh@geo.stbur.ru
Методы РЭМ и РСМА
зав.лаб. ФМА к.г.-м.н. Канакин Сергей Васильевич
т. (3012) 43-76-45
mail: skan_61@mail.ru
ИСП-масс-спектрометрия
к.г.-м.н. Хубанов Валентин Борисович
т. (3012) 43-76-45
mail: khubanov@mail.ru
|
|
