Введение
Глава 1. Общая характеристика методов масс-спектрометрии легких элементов Современное состояние (обзор литературы) 14
1.1. Масс-спектрометрические методы определения легких элементов 14
1.1.1. Общие положения 14
1.1.2. Ионные источники 14
1.1.3. Методы пробоототбора, способы атомизации и ионизации пробы 17
1.1.4. Анализ высокочистых веществ 18
1.2. Лазерная масс-спектрометрия 19
1.2.1. Методики анализа 19
1.2.2. Определение коэффициентов относительной чувствительности в лазерной масс-спектрометрии 20
1.2.3. Характеристики лазерных масс-спектрометров 21
1.2.4. Применение лазерной масс-спектрометрии для определения концентрации легких элементов 23
1.2.5. Определение изотопного состава легких элементов 26
1.3. Искровая масс-спектрометрия (ИМС) 27
1.3.1. Определение концентрации легких элементов 27
1.3.2. Определение изотопного состава легких элементов 27
1.4. Масс-спектрометрия тлеющего разряда (МСТР) 28
1.4.1. Определение концентрации легких элементов 28
1.4.2. Определение изотопного состава легких элементов 29
1.5. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) 29
1.5.1. Определение концентрации легких элементов 29
1.5.2. Определение изотопного состава легких элементов 32
1.6. Масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ) 32
1.6.1. Определение концентрации легких элементов 32
1.6.2. Определение изотопного состава легких элементов 34
1.7. Масс-спектрометрия изотопных отношений легких элементов (IRMS) 36
1.8. Сравнение аналитических характеристик масс-спектрометрических методов определения легких элементов 44
1.8.1. Определение концентрации легких элементов 44
1.8.2. Определение изотопного состава легких элементов 46
Глава 2. Создание и усовершенствование аппаратуры для масс-спектрометрического определения легких элементов 50
2.1. Лазерные масс-спектрометрические установки для локального определения концентрации газообразующих примесей в твердых телах 50
2.2. Аппаратура для определения изотопных отношений легких элементов 58
2.3. Градуировка установок 63
2.4. Экспериментальное изучение влияния плотности мощности лазерного излучения на величину аналитического сигнала 79
Глава 3. Разработка масс-спектрометрических методик определения легких элементов 84
3.1. Лазерные масс-спектрометрические методики определения концентрации легких элементов (лазер в режиме свободной генерации) 84
3.2. Масс-спектрометрические методики определения изотопного состава легких элементов 88
3.3. Лазерные масс-спектрометрические методики определения концентраций легких элементов (лазер в режиме модулированной добротности) 100
3.3.1. Определение содержания кислорода в твердых образцах при его адсорбции из газовой фазы на подготовленную поверхность образцов 100
3.3.2. Идентификация компонентов и определение количественного состава газовой смеси при ионизации молекул с помощью лазерной плазмы 108
Глава 4. Метрологические особенности масс-спектрометрии легких элементов ... 111
4.1. Метрологические особенности локального определения концентрации легких элементов лазерным масс-спектрометрическим методом (лазер в режиме свободной генерации) 111
4.1.1. Применение стандартных образцов и образцов сравнения для валового определения концентрации водорода в локальных методах масс-спектрометрического анализа 111
4.1.2. Изучение возможности применения аморфных сплавов, содержащих водород, в качестве образцов сравнения для локальных методов анализа 114
4.1.3. Погрешность измерения объема микропробы и влияние выделения водорода из стенок кратера на величину аналитического сигнала 117
4.1.4. Влияние состояния поверхности на величину аналитического сигнала 120
4.1.5. Математическое моделирование формы кратера, образующегося в процессе лазерного пробоотбора вещества 123
4.1.6. Применение метода радиоактивных индикаторов для изучения полноты выделения водорода из металлов при лазерном пробоотборе и его адсорбции на возгонах 129
4.1.7. Аналитические характеристики лазерного масс-спектрометрического метода 134
4.3.1. Влияние величины аналитического сигнала на результаты определения изотопного состава легких элементов 147
4.3.2. Изучение полноты сгорания трудноокисляемых соединений 168
4.4.1. Окисление органических соединений с помощью твердого электролита на основе диоксида циркония 170
4.4.2. Электрохимическое разложение воды с помощью твердого электролита на основе диоксида циркония для определения изотопного состава водорода 187
Глава 5 Изучение распределения концентрации легких элементов и их изотопных отношений в различных объектах, подвергнутых техническим и природным воздействиям 195
5.1. Распределение концентрации водорода в металлах при различных видах деформации: упругие и неупругие 195
5.1.1. Распределение концентрации водорода в области упругих деформаций образцов 197
5.1.2. Распределение концентрации водорода в области пластической деформации образцов при механической обработке титана 198
5.1.3. Распределение концентрации водорода при разрушении паяных изделий из высоколегированной стали и медных сплавов 198
5.1.4. Распределение концентрации водорода в области разрушения аморфных сплавов 204
5.1.5. Распределение концентрации водорода при разрушении
образцов с концентратором механических напряжений 208
5.2. Выделение водорода из напряженных металлов 215
5.3. Изучение растворимости азота в базальтовом расплаве при высоком давлении и температурах 217
5.4. Распределение концентрации гелия в образцах, подвергнутых воздействию ионных пучков 218
5.5. Масс-спектрометрическое определение содержания SO2 в термографените 220
5.6. Определение изотопного состава углерода в коллагене костей древних захоронений 223
5.7. Нахождение источника происхождения наркотических и взрывчатых веществ 227
5.8. Эффекты фракционирования, сопровождающие органический синтез 241
5.9. Изотопный состав углерода наноалмазов в углистых хондритах 248
5.10. Определение изотопного состава водорода и кислорода воды, изотопные эффекты при испарении 250
5.11. Распределение изотопов углерода в сложных органических соединениях биологического происхождения (нефть, углеводородные газы) 254
5.12.3аключение 260
Заключение 261
Выводы 262
Литература 264
