1、2. 同位素测量基本原理同位素地质学的发展是建立在同位素测量方法 /仪器发展的基础之上的。同位素测量用 同位素质谱仪器质谱仪器可用于测定物质的分子量、原子量及其丰度、以及同位素组成的仪器。早期的质谱仪器是用照相法同时检测多种离子，称为 Mass Spectrograph;现代的 质谱仪器 是用电子学方法来检测离子，称为 Mass Spectrometer。可用来精确测定元素的同位素组成。2.1 质谱 仪器发展简史第一台质谱仪是由 J.J. Thomson (1913) 在研究阴极射线过程中设计成功的。当时叫做“positive ray apparatus”，并用这个装置揭示了氖 (Neon)有
2、两个同位素 20Ne、 22Ne。 Sir Joseph John Thomson (1856-1940).Born18 December 1856Cheetham Hill, Manchester, UKDied 30 August 1940 (aged 83)Cambridge, UKNationality United KingdomFields PhysicsInstitutions Cambridge UniversityAlma mater University of ManchesterUniversity of CambridgeAcademic advisorsJohn St
3、rutt (Rayleigh)Edward John RouthNotable awardsNobel Prize for Physics (1906)The Nobel Prize in Physics 1906“in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases“ first mass spectrometer Notable studentsCharles Glover BarklaCh
4、arles T. R. WilsonErnest RutherfordFrancis William AstonJohn TownsendJ. Robert OppenheimerOwen RichardsonWilliam Henry BraggH. Stanley AllenJohn ZelenyDaniel Frost ComstockMax BornT. H. LabyPaul LangevinBalthasar van der PolGeoffrey Ingram TaylorKnown forPlum pudding modelDiscovery of electronDiscov
5、ery of isotopesMass spectrometer inventionFirst m/e measurementProposed first waveguideThomson scatteringThomson problemCoining term delta rayCoining term epsilon radiationThomson (unit)Notes: Thomson is the father of Nobel laureate George Paget Thomson.随后 A.J.Dempster (1918) 和 W.F.Aston (1919) 设计了较
6、完善的质谱仪，并进行了 元素同位素丰度测定 的大量工作。30年代， K.T.Bainbridge、 J.Mattaach 和 R.Herzog 进一步改进质谱仪器。 30年代末发现天然存在元素同位素并测定其丰度的工作已经完成 .从那以后，质谱仪器演化为研究物理、化学和生物问题的工具。 Francis William Aston(1877 - 1945) Cambridge UniversityCambridge, Great Britain The Nobel Prize in Chemistry 1922“for his discovery, by means of his mass spe
7、ctrograph, of isotopes, in a large number of non-radioactive elements, and for his enunciation of the whole-number rule“ The Nobel Foundation - mass spectrometry of isotopes 1940年 A. ONier 首次设计成功磁偏转角为60的扇形磁场质谱计，然后 (1947)又设计了双接收系统，成为现代质谱计的基础，并使得测定和解释天然物质中一些元素的同位素组成变化成为可能。从而为同位素地质学的发展提供了条件。 2.2 质谱仪器的组成质谱仪器能使物质粒子 (原子、分子 )离子化 并通过适当稳定的或者变化的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或者轨道稳定与否来实现质荷比分离，并检测其强度后进行物质分析或同位素分析。现代质谱计由三大系统组成：分析系统电学系统真空系统。
