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
ii
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
iii
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
iv
MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Phân rã phóng xạ và ứng dụng trong xác định tuổi địa chất
1.1.1. Sự phân rã của các đồng vị phóng xạ
1.1.2. Định luật thống kê về phân rã phóng xạ
1.1.3. Các phương pháp tuổi đồng vị ứng dụng trong địa chất
1.1.3.1. Phương pháp Urani/Thori-Chì (U/Th-Pb) và phương pháp
Chì (Pb) thường
1.1.3.2. Phương pháp Rubidi-Stronti (Rb-Sr)
1.1.3.3. Phương pháp Tỷ số đồng vị Hafni (Hf)
1.2. Các phương pháp phân tích đồng vị
1.2.1. Các phương pháp phân tích hạt nhân
1.2.1.1. Phương pháp đo phổ alpha
1.2.1.2. Phương pháp đo phổ beta
1.2.1.3. Phương pháp đo phổ gamma
1.2.1.4. Phương pháp kích hoạt hạt nhân
1.2.2. Các phương pháp phân tích phổ khối
1.2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích phổ khối
1.2.2.2. Một số phương pháp phân tích phổ khối thông dụng nhất
1.2.2.3. Phương pháp phân tích phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)
1.3. Các phương pháp xử lý mẫu, phân huỷ mẫu và tách các nguyên tố
Trang
iv
viii
xi
xiv
1
5
6
6
8
9
10
14
17
18
19
20
20
21
22
23
23
24
26
v
cần quan tâm khỏi nền mẫu
1.3.1. Lấy mẫu, xử lý mẫu và các phương pháp phân hủy mẫu
1.3.2. Tách các nguyên tố cần quan tâm khỏi nền mẫu và các nguyên
tố ảnh hưởng
1.3.2.1 Tách U, Th, Pb
1.3.2.2 Tách Rb, Sr
1.3.2.3. Tách Hf
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
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tín hiệu đo khi xác định
các đồng vị
2.3.1.1. Khảo sát sự phụ thuộc cường độ tín hiệu của phép đo vào
các tham số hoạt động plasma
2.3.1.2. Lựa chọn axit dùng làm môi trường dung dịch mẫu đo và
khảo sát nồng độ axit tối ưu
2.3.1.3. Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng các đồng vị
2.3.1.4. Khoảng tuyến tính của phép đo các đồng vị
2.3.2. Nghiên cứu phân huỷ mẫu
2.3.3. Nghiên cứu tách các nguyên tố cần quan tâm khỏi nền mẫu và
các nguyên tố ảnh hưởng
2.3.4. Thiết lập phương pháp phân tích và ứng dụng phân tích mẫu
thực tế
2.3.4.1.Đánh giá độ chính xác của phương pháp phân tích
2.3.4.2. Đánh giá hiệu suất thu hồi
2.4. Thiết bị, dụng cụ, vật liệu và hoá chất
2.4.1. Thiết bị
2.4.2. Dụng cụ, vật liệu và hoá chất
35
35
38
40
41
43
44
46
46
46
46
46
46
49
49
50
51
52
54
54
55
55
55
56