Luận án Tiến sỹ Hoá học: Nghiên cứu xác định thành phần đồng vị của một số nguyên tố có ứng dụng trong địa chất bằng ICP-MS

Mục tiêu của Luận án Tiến sỹ Hoá học: Nghiên cứu xác định thành phần đồng vị của một số nguyên tố có ứng dụng trong địa chất bằng ICP-MS là thiết lập được các phương pháp phân tích thành phần đồng vị của các nguyên tố urani, thori, chì, rubidi, stronti, hafni trong mẫu địa chất bằng ICP-MS, bước đầu áp dụng chúng vào phân tích một số mẫu khoáng vật thực tế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sỹ Hoá học: Nghiên cứu xác định thành phần đồng vị của một số nguyên tố có ứng dụng trong địa chất bằng ICP-MS VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ----------------------------------- LÊ HỒNG MINH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN ĐỒNG VỊ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ CÓ ỨNG DỤNG TRONG ĐỊA CHẤT BẰNG ICP-MS Chuyên ngành: HOÁ PHÂN TÍCH Mã số: 62 44 29 01 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HOÁ HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. HUỲNH VĂN TRUNG TS. NGUYỄN XUÂN CHIẾN HÀ NỘI – 2012 LỜI CÁM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Trung tâm Phân tích – Viện Công nghệ xạ hiếm – Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thày PGS. TS. Huỳnh Văn Trung và thày TS. Nguyễn Xuân Chiến đã tận tình hướng dẫn, gióp ý và động viên tôi trong suốt thời gian làm luận án. Tôi xin được chân thành cảm ơn các cấp lãnh đạo Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, Viện Công nghệ xạ hiếm, Trung tâm Phân tích, Trung tâm đào tạo Hạt nhân đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp tại Trung tâm Phân tích nói riêng và Viện Công nghệ xạ hiếm nói chung đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. LÊ HỒNG MINH ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào và sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Luận án đã sử dụng một số thông tin từ nhiều nguồn số liệu khác nhau, các thông tin đều được trích dẫn rõ nguồn gốc. TÁC GIẢ LUẬN ÁN LÊ HỒNG MINH iii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xiv MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN 5 1.1. Phân rã phóng xạ và ứng dụng trong xác định tuổi địa chất 6 1.1.1. Sự phân rã của các đồng vị phóng xạ 6 1.1.2. Định luật thống kê về phân rã phóng xạ 8 1.1.3. Các phương pháp tuổi đồng vị ứng dụng trong địa chất 9 1.1.3.1. Phương pháp Urani/Thori-Chì (U/Th-Pb) và phương pháp Chì (Pb) thường 10 1.1.3.2. Phương pháp Rubidi-Stronti (Rb-Sr) 14 1.1.3.3. Phương pháp Tỷ số đồng vị Hafni (Hf) 17 1.2. Các phương pháp phân tích đồng vị 18 1.2.1. Các phương pháp phân tích hạt nhân 19 1.2.1.1. Phương pháp đo phổ alpha 20 1.2.1.2. Phương pháp đo phổ beta 20 1.2.1.3. Phương pháp đo phổ gamma 21 1.2.1.4. Phương pháp kích hoạt hạt nhân 22 1.2.2. Các phương pháp phân tích phổ khối 23 1.2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích phổ khối 23 1.2.2.2. Một số phương pháp phân tích phổ khối thông dụng nhất 24 1.2.2.3. Phương pháp phân tích phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) 26 1.3. Các phương pháp xử lý mẫu, phân huỷ mẫu và tách các nguyên tố iv cần quan tâm khỏi nền mẫu 35 1.3.1. Lấy mẫu, xử lý mẫu và các phương pháp phân hủy mẫu 35 1.3.2. Tách các nguyên tố cần quan tâm khỏi nền mẫu và các nguyên tố ảnh hưởng 38 1.3.2.1 Tách U, Th, Pb 40 1.3.2.2 Tách Rb, Sr 41 1.3.2.3. Tách Hf 43 1.4. Tình hình nghiên cứu phân tích thành phần đồng vị các nguyên tố có ứng dụng trong địa chất trên thế giới và ở Việt Nam 44 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1. Đối tượng nghiên cứu 46 2.2. Nội dung nghiên cứu 46 2.3. Phương pháp nghiên cứu 46 2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu đo khi xác định các đồng vị 46 2.3.1.1. Khảo sát sự phụ thuộc cường độ tín hiệu của phép đo vào các tham số hoạt động plasma 46 2.3.1.2. Lựa chọn axit dùng làm môi trường dung dịch mẫu đo và khảo sát nồng độ axit tối ưu 49 2.3.1.3. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng các đồng vị 49 2.3.1.4. Khoảng tuyến tính của phép đo các đồng vị 50 2.3.2. Nghiên cứu phân huỷ mẫu 51 2.3.3. Nghiên cứu tách các nguyên tố cần quan tâm khỏi nền mẫu và các nguyên ...