Изотопный анализ
ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ, определение содержания изотопов в исследуемом объекте. Концентрацию стабильных и долгоживущих радиоактивных изотопов устанавливают с помощью изотопной масс-спектрометрии - наиб. точного и чувствительного метода И. а. Диапазон регистрируемых масс в масс-спектрометрах обычно от 1 до 500 (в единицах ат. м.); разрешающая способность от 150 до 2000. Изотопическая чувствительность, т.е. наим. концентрация данного изотопа, к-рую можно зафиксировать, составляет ~10-5%, иногда, напр., при определении Не, достигает 10-7%. Необходимая для И. а. масса пробы твердых образцов составляет 10-6-10-7 г (реже 10-9-10-13 г), газов от 10-3 до 10-15 г. Относит. стандартное отклонение достигает соответственно 10-2 и 5.10-3%. Изотопный состав выражают в виде отношения (Rx — Rст)/Rст (в 10-3 или 10-4 долях единицы), где Rx и Rст относит. распространенности данного элемента соотв. в анализируемом в-ве и в стандартном образце, или в виде отношений кол-в определяемых изотопов данного элемента (напр., 206 Pb , 207Рb, 208РЬ) к кол-ву к.-л. реперного изотопа этого элемента (напр., 204Рb) в исследуемом образце. Для И. а. иногда используют оптич. спектральные методы, основанные на разл. смещении энергетич. уровней в молекулах с разными изотопами, что проявляется в мол. спектрах. Эти методы отличаются простотой, экспрессностью, но их погрешности слишком велики - 2-4%. И. а. элементов, изотопные ядра к-рых обладают отличным от нуля значением ядерного спина, можно осуществлять методом ЯМР, к-рый, однако, заметно уступает по точности и чувствительности масс-спектрометрич. методу ЯМР-спектроскопический И. а. с 13С в качестве индикатора широко применяется в биол. исследованиях. Для И. а. применяются также методы радиометрии. И. а. используют при определении элементов изотопного разбавления методом, а также в активац. анализе. В последнем случае в исследуемом образце генерируют долгоживущие или стабильные изотопы путем облучения нейтронами в реакторе; концентрацию исходного элемента-мишени вычисляют по результатам И. а. облученного образца (относит. стандартное отклонение 0,2-0,5%; пределы обнаружения 10-11-10-15 г). И. а. широко применяют в геохимии и космохимии при установлении возраста пород и минералов. При этом с помощью масс-спектрометрич. И. а. определяют отношение содержаний радиогенных и нерадиогенных изотопов одного элемента (напр., 87Sr и 86Sr), а также радиоактивного "материнского" изотопа и захваченного при кристаллизации минерала нерадиогенного изотопа (напр., 238U и 204Рb, 187Re и 186Os). Кроме того, И. а. используют: при установлении происхождения пород и условий рудообразования; при изучении ядерных р-ций в радиоактивных минералах, в породах Луны и метеоритах; при изучении кинетики и термодинамики изотопного обмена, механизмов хим. р-ций; при исследовании выходов продуктов ядерных р-ций, определении периодов полураспада по накоплению стабильных изотопов; при анализе в-ва твэлов и установлении степени выгорания ядерного горючего. Лит.: Вeрховский А. Б. [и др.]. в сб.: Анализ неорганических газов, Л., 1983. с. 207-15; Геохимия изотопов в офиолитах Полярного Урала, под ред. А. В. Пейве. В. И. Виноградова, М., 1983, с. 125 64; Macc-спектрометрия и изотопная геология, под ред. И. Д. Рябчикова, И. В. Чернышева. М., 1983; Изотопная геология, под ред. Э. Йегера и И. Хунцикера, пер. с англ., М., 1984. Ю. А. Щуколюков.