稀有氣體同位素樣品取樣及分析方法改進(jìn)

劉漢彬, 李軍杰, 張 佳, 張建鋒, 金貴善, 韓 娟, 石 曉

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 北京 100029)

稀有氣體同位素組成在地質(zhì)、能源、礦產(chǎn)、地震、水文、火山、海洋、核電、大氣監(jiān)測(cè)和天體等眾多領(lǐng)域具有重要的示蹤作用[1-3]。 因稀有氣體含量相對(duì)較低，受干擾因素多，其同位素組成的準(zhǔn)確測(cè)定是示蹤方法能否得以有效應(yīng)用的首要前提和基礎(chǔ)。

影響稀有氣體同位素組成測(cè)試不準(zhǔn)確的主要因素之一為樣品污染。其中，樣品污染包括取樣過程中樣品被大氣污染，或在儲(chǔ)存過程中，因樣品容器對(duì)稀有氣體漏率大，導(dǎo)致大氣滲入而被污染。由于樣品純度的保持主要受取樣和保存兩個(gè)環(huán)節(jié)的限制，因此，首先要考慮取樣過程中避免空氣污染；其次，要使用稀有氣體滲透率低的材料來(lái)密封樣品，或利用真空密封技術(shù)，避免樣品與空氣發(fā)生交換。

取樣過程看似較為簡(jiǎn)單，但受影響因素卻很多，往往樣品測(cè)試后不能得到準(zhǔn)確、可靠的分析數(shù)據(jù)，這是科研工作者取樣面臨的現(xiàn)實(shí)問題。如何有效地進(jìn)行氣體、液體、固體的同位素組成分析樣品取樣，是一個(gè)隨著稀有氣體同位素廣泛應(yīng)用而亟待研究的基礎(chǔ)問題，主要介紹近年來(lái)對(duì)取樣方法的研究與改進(jìn)，并略述固體、水液體、氣體的同位素組成分析主要步驟，以便相關(guān)研究人員應(yīng)用稀有氣體同位素組成示蹤方法時(shí)參考使用。

1 取樣容器材料

氣體采樣袋材料一般分為鋁塑復(fù)合膜、Devex(得維克)多層膜、 PEP膜、Fluode(氟萊得)膜等類型，它們中含有聚乙烯、粘合劑等有機(jī)材料，易釋放出苯、酮、醚和酯等有機(jī)質(zhì)，給后期樣品稀有氣體的純化帶來(lái)很大困難。……