열 이온화 질량분석법(TIMS)

개요

TIMS란?

열 이온화 질량분석법(TIMS)은 매우 정밀한 동위원소 정보를 얻을 수 있도록 설계되었습니다. 이온은 얇은 금속 리본 또는 진공 상태에 있는 리본을 통해 전류를 통과시켜 생성됩니다. 생성된 이온은 진공 상태에서 마그네틱 섹터로 가속되며 여기서 m/z 비율 및 검출 시스템에 따라 분리됩니다. 개별 이온 빔에 해당하는 신호를 비교하면 정확한 동위원소비를 얻을 수 있습니다.

당사의 최신 열 이온화 질량분석기는 40년이 넘는 가변 다중검출기 장비에 대한 경험을 바탕으로 열 이온화 소스, 가변 다중검출기 시스템, 이중 RPQ(retarding potential quadrupole)와 같은 입증된 기술로 10¹³ Ohm 피드백 저항기가 장착된 증폭기 같은 혁신적인 기능과 소형 2차 전자 증배관을 결합하였습니다. 당사는 이중 검출기(패러데이/전자 증배관), 다중 이온 계수기 및 RPQ를 포함하여 애플리케이션에 맞게 구성할 수 있는 유연성 있고 완전한 다중검출기 패키지를 제공합니다. 10¹³ Ohm 증폭기는 유연성을 높이고 이를 통해 과학자들은 패러데이 컵에 작은 이온 빔을 정량화할 수 있습니다.

동위원소비 질량분석법

TIMS의 장점

TIMS는 다른 동위원소비 기법에 비해 다음과 같은 여러 가지 중요한 장점이 있습니다.

제한된 범위의 에너지의 이온을 생성합니다. 이는 ppb 범위의 존재비 감도로 매우 정밀한 측정이 가능함을 의미합니다.
이온화 소스가 매우 안정적이므로 매우 정밀한 동위원소비를 얻을 수 있습니다.
시료를 각기 다른 온도에서 이온화 및 증발시킬 수 있어 여러 동위원소 시스템을 단일 필라멘트(예: U-Pb)에서 측정할 수 있습니다.
더 낮고 일관된 평균의 질량 분획으로 표준 시료 브라켓 없이 측정이 가능합니다.
필라멘트 가열 및 측정을 완전히 자동화할 수 있습니다.
이온이 소스에서 검출기로 거의 100% 전달됩니다.
양이온과 음이온 모두를 생성하여 Os 및 W와 같이 더욱 다양한 동위원소 시스템을 측정할 수 있습니다.

애플리케이션

지질연대학

지질연대학이란 폐쇄형 시스템에서 방사성 붕괴를 이용하여 특정 지질학적 사건의 연대를 측정하는 학문입니다. 지질연대학 및 방사성 물질 추적 연구에서 일반적인 TIMS 애플리케이션은 다음과 같습니다.

Rb-Sr
K-Ca

Sm-Nd
U-Th-Pb

Common lead
Re-Os
Radiogenic tracers of Sr, Nd, Pb, Hf and Os

우주화학

우주화학 시스템에서 동위원소의 조성은 주로 핵합성 과정의 추적자로 사용되며 동위원소 측정을 통해 태양계 진화에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 여기에는 위에서 언급한 시스템의 측정이 포함되며, 주로 운석에서 관찰되는 수명이 짧은 방사성 핵종의 붕괴도 포함됩니다. TIMS를 사용하는 우주화학 분야는 다음과 같습니다.

Mn-Cr
Hf-W

Pd-Ag
Nucleosynthetic anomalies of Ca, Cr, Sr, Zr, Mo, Ba, Nd, Pd and Sm

추적자 연구

방사성 추적 애플리케이션은 자연적으로 발생하는 동위원소의 성장을 활용하여 지구화학 시스템 및/또는 광물 광상 간의 상호 작용을 평가하는 것을 말합니다. 일반적으로 비방사성(안정) 동위원소-동위원소비를 이용해 교환 과정을 특성화하고, 생물학적 및 운동학적 변화 과정을 평가합니다(예: B, Ca, Cr, Mo, Sr).