Изотопный анализ

Изото́пный ана́лиз — метод анализа, который заключается в определении изотопного состава в исследуемом образце[1]. Исследуется относительное содержание изотопов химического элемента.

Изотопный анализ различных элементов реализуется на различных физических принципах. Наиболее распространённым является масс-спектрометрический метод, с помощью которого можно проводить изотопный анализ всех без исключения элементов периодической системы.

Общие сведения
Изотопный анализ
Область использования Аналитическая химия

Аппаратура

Масс-спектрометры для определения изотопного состава должны быть высокоточными.

В изотопном анализе используют следующие виды масс-спектрометров:

  • газовые (анализ лёгких элементов и инертных газов);

Для анализа изотопного состава лёгких элементов (углерод, водород, кислород, сера, азот и т. д.) используется ионизация электронным ударом. Для этих целей годятся все методы ввода газовой фазы, как и в органических масс-спектрометрах.

  • твердофазные;

Для анализа рубидия, стронция, свинца и т. п. Раствор анализируемого вещества наносится на ленточку из тугоплавкого металла, пропускается ток. Нанесённое вещество испаряется и ионизируется.

  • с индуктивно-связанной плазмой (многоэлементный анализ);

Для анализа изотопов более тяжёлых элементов используется термоионизация или ионизация в индуктивно-связанной плазме. Во многих типах изотопных масс-спектрометров используются магнитные масс-анализаторы[2].

Важнейшими техническими характеристиками масс-спектрометров являются чувствительность, динамический диапазон, разрешение, скорость сканирования.

Оптические методы изотопного анализа (например, абсорбционные на основе диодных лазеров) в ряде случаев позволяют избавиться от изобарных наложений (то есть помех, связанных с совпадением масс изотопов или изотопомеров различных элементов), которые часто препятствуют измерениям, проводимым при помощи масс-спектрометров[3].

Применение

В нефтегазовой геологии для определения элементов, входящих в состав газа и нефти (углерод, водород, азот, кислород, сера, гелий и др.). Изотопный анализ применяется в медицине, ядерной промышленности, энергетике, экологии, археологии, космохимии и др.

Примечания

  1. ↑ ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ • Большая российская энциклопедия - электронная версия. old.bigenc.ru. Дата обращения: 17 июня 2025.
  2. ↑ Аналитика-Геологический институт СО РАН. geo.stbur.ru. Дата обращения: 17 июня 2025.
  3. ↑ Галль Л. Н., Кузьмин А. Г. Масс-спектрометрические элементный и изотопный анализы: особенности приборной реализации. КиберЛенинка. Дата обращения: 17 июня 2025.

Литература

  • Свердлов Л. М., Ковнер М. А., Крайнев Е. П. Колебательные спектры многоатомных молекул. М.:Наука, 1970. 559с.
  • Sverdlov L.M., Kovner M.A., Krainov E.P. Vibrational Spectra of polyatomic molecules. New York, Toronto, Jerusalem, London: John Wiley and Sons, 1974. 664p.

Категории