氢同位素比质谱试验检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-30  

氢同位素比质谱试验检测是通过高精度质谱仪对氢同位素(氕、氘、氚)丰度比进行定量分析的技术,涉及样品预处理、离子化、质量分析及数据校正等环节,应用于地质年代学、水文学、核工业等领域的同位素组成测定质量控制与方法验证。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

氢同位素丰度比测定:测定样品中氕(¹H)、氘(²H)、氚(³H)的相对丰度比例,测量范围:¹H/²H=0.0001~1000;²H/³H=0.001~10000;相对误差≤0.5%。

样品前处理效率:评估样品分解、纯化、转化等预处理步骤的时间与完整性,要求固体样品分解率≥99.9%,液体样品回收率≥98%。

离子源稳定性:监测离子源温度、电压波动对离子产量的影响,设定条件下离子流强度变化率≤2%/h。

质量分辨能力:区分相邻质量数离子的能力,对m/z=2(H₂)与m/z=3(HD)的分辨率≥5000(10%峰谷)。

背景噪声水平:无样品时质谱仪检测到的离子信号强度,要求基线噪声≤5×10⁻¹⁵A。

记忆效应残留量:前一样品对后续样品测定的干扰程度,氘同位素残留丰度≤0.001‰。

同位素分馏校正精度:因样品离子化过程中同位素分馏导致的测量偏差校正效果,校正后误差≤0.3%。

长期漂移率:仪器连续运行时同位素丰度比测量的长期变化,24小时漂移率≤0.1%。

多接收器一致性:不同接收通道对同一离子信号的响应差异,各接收器间信号偏差≤0.5%。

真空度保持能力:质谱仪分析室在工作状态下的真空度,静态真空度≤1×10⁻⁹mbar,抽气速率恢复时间≤30min(泄漏率≤1×10⁻¹¹mbar·L/s)。

校准曲线线性范围:标准物质浓度与仪器响应值的线性关系区间,氢同位素丰度比线性范围覆盖10³数量级(R²≥0.999)。

检测范围

天然水:包括地表水、地下水、降水等,用于水循环研究、古气候重建及水资源管理中的氢同位素示踪。

岩石矿物:火山岩、沉积岩、变质岩等,测定矿物形成过程中流体来源与演化历史。

生物组织:植物叶片、动物血液、微生物菌体等,研究生物代谢过程中的氢同位素分馏机制。

核反应堆冷却剂:轻水堆、重水堆用冷却水,监测氢同位素组成变化对反应堆安全性的影响。

氢燃料电池燃料:氢气、甲醇重整气等,评估燃料中氘含量对电池性能的影响。

地质年代学样品:碳酸盐岩、冰芯、陨石等,通过氢同位素定年确定地质体形成时代。

环境监测样品:大气气溶胶、土壤水、沉积物等,追踪污染物迁移路径与来源。

同位素示踪实验材料:标记化合物(如D₂O标记葡萄糖)、实验培养基等,验证示踪剂在同位素实验中的有效性。

工业气体:氢气、天然气、工业副产氢等,控制工业过程(如加氢反应)中氢同位素组成。

食品与农产品:饮用水、酒类、蜂蜜等,用于产地溯源与掺假鉴别。

检测标准

ISO 9924-1:2019《天然水同位素组成测定 质谱法》:规定了天然水中氢、氧同位素丰度比的质谱测定方法。

ASTM D3437-19《氢同位素丰度分析的标准试验方法》:适用于氢气中氘同位素丰度的质谱测定。

GB/T 39142-2020《氢同位素分析方法 质谱法》:规定氢同位素丰度比测定的样品处理、仪器操作及数据处理要求。

IAEA TE-147《水同位素分析的质量控制》:国际原子能机构发布的水同位素分析质量控制规范,涵盖质谱法相关要求。

DIN 51448-1:2003《氢中氘含量测定的质谱法》:德国标准学会制定的氢中氘含量质谱测定方法。

GB/T 14505-2010《岩石和矿石化学分析方法 总则及一般规定》(涉及同位素分析部分):规定岩石矿石同位素分析的通用技术要求。

ISO 15655:2003《同位素比值质谱仪性能评价方法》:规范同位素比值质谱仪性能评价的试验方法与指标。

ASTM D2463-06(2017)《氘同位素丰度测定的标准试验方法》:适用于氘同位素丰度的质谱测定方法。

GB/T 36293-2018《同位素质谱仪校准规范》:规定同位素质谱仪校准的项目、方法及技术要求。

EN 16612:2015《同位素比质谱法测定氢、氧、碳同位素组成》:欧洲标准规定的同位素比质谱法测定氢等同位素组成的技术要求。

检测仪器

MAT 253型稳定同位素比质谱仪:采用磁扇形质量分析器与多接收器系统的同位素比质谱仪,功能为高精度测定氢同位素丰度比,支持H₂、HD、D₂气体直接进样,具备自动调谐与碰撞池去干扰功能。

Delta V Advantage型同位素比质谱仪:配备电子轰击离子源与永磁质量分析器的同位素质谱仪,功能为固体样品(如金属氢化物、含氢矿物)的氢同位素分析,支持热电离进样方式,可进行痕量氚检测。

Thermo Fisher Helix MC Plus型同位素比质谱仪:集成多接收器阵列与动态跳峰技术的质谱仪,功能为复杂基质样品(如海水、生物组织提取液)的同位素比值分析,提升多同位素同时测定效率。

Isoprime 100型稳定同位素比质谱仪:集成气体预处理系统与高分辨率质量分析器的同位素质谱仪,功能为H₂O、CO₂、CH₄等气体转化后的氢同位素测定,具备自动进样与数据实时采集功能。

Nu Plasma II型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS):利用电感耦合等离子体离子源与多接收器系统的质谱仪,功能为难电离氢化合物(如有机氢)的同位素分析,支持高精度同位素比值测定。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院