Вимірювання ізотопного співвідношення бору (δ11B) у карбіді бору (B4C): порівняння методів SF-ICP-MS та PIGE

  • Дмитро Кутній Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-9591-4013
  • Станіслав Ванжа Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-0949-947X
  • Дмитро Бурдейний Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-4431-7264
  • Володимир Левенець Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-6439-0576
  • О. Омельник Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна
  • А. Щур Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, Харків, Україна
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-2-08
Ключові слова: ICP-MS, PIGE, карбід бору, ізотопне відношення, ядерне застосування, порівняння результатів

Анотація

У роботі представлені результати порівняння аналітичних можливостей методів магнітосекторної мас-спектрометрії з індуктивно-зв'язаною плазмою (SF-ICP-MS) та спектрометрії гамма-випромінювання із ядерних реакцій, що індуковані важкими частинками (PIGE) при визначенні ізотопного відношення 11B/10B в карбіді бору (B4C). Розглянуто такі ядерні реакції, що збуджуються протонами на стабільних ізотопах бору: 10B(p,aγ)7Be, 10B(p,pγ)7Be и 11B(p,γ)12C. Визначено оптимальний діапазон енергій протонів в інтервалі від 550 до 600 кеВ, для індукування гамма-випромінювання з енергіями 429 та 4439 кеВ, які можуть бути використані для кількісної оцінки ізотопів 10B і 11B, відповідно. Показано, що з урахуванням невизначеності вимірювань величини ізотопних відношень 11B/10B, що виміряні методами SF-ICP-MS і PIGE узгоджуються між собою, проте всі результати характеризуються систематичним відхиленням. Невизначеність вимірювань PIGE методу дещо вище порівняно з SF-ICP-MS, і варіюється від ± 4,1 % до ± 4,3 %, і від ± 1,1 % до ± 3,5 %, відповідно.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

C. Voster, L. Greef, and P. Coetzee, S. Afr. J. Chem. 63, 207 (2010), http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0379-43502010000100033&lng=en&nrm=iso

K. Tirez, W. Brusteen, D. Widory, E. Petelet, A. Bregnot, D. Xue, P. Boeckx, and J. Bronders, J. Anal. At. Spectrom. 25, 964 (2010), https://doi.org/10.1039/C001840F

I. Takasaki, T. Nagumo, T. Inaba, N. Yoshino, and T. Maruyama, J. Nucl. Sci. Technol. 49(8), 867 (2012), https://doi.org/10.1080/00223131.2012.703946

Nuclear Data Center, Japan Atomic Energy Agency. Boron Cross Sections. https://wwwndc.jaea.go.jp/cgi-bin/Tab80WWW.cgi?lib=J40&iso=B010.

J.S. Becker, J. Anal. At. Spectrom. 17, 1172 (2002), https://doi.org/10.1039/B203028B

J. Aggarwal, F. Böhm, G. Foster, S. Halas, B. Hönisch, S.-Y. Jiang, J. Kosler, et al. J. Anal. At. Spectrom. 24, 825 (2009), https://doi.org/10.1039/B815240C

S. Kasemann, D. Schmidt, J. Bijma, and G. Foster, Chem. Geol. 260(1), 138 (2009), https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.12.015

P. Coetzee, and F. Vanhaecke, Anal. Bioanal. Chem. 383, 977 (2005), https://doi.org/10.1007/s00216-005-0093-7

S. Chhillar, R. Acharya, S. Sodaye, and P. Pujari, Anal. Chem. 86(22), 11167 (2014), https://dx.doi.org/10.1021/ac5024292

Y. Sunitha, and S. Kumar, Appl. Radiat. Isot. 128, 28 (2017), https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2017.06.037

V. Levenets, O. Omelnyk, A. Shchur, and B. Shirokov, J. Radioanal. Nucl. Chem. 329, 1183 (2021), https://doi.org/10.1007/s10967-021-07873-y

Z. Varga, M. Krachler, A. Nicholl, M. Ernstberger, T. Wiss, M. Wallenius, and K. Mayer, J. Anal. At. Spectrom. 33, 1076 (2018), https://doi.org/10.1039/C8JA00006A

V. Bondarenko, L. Glazunov, A. Goncharov, V. Kolot, V. Kuz'menko, V. Levenets, A. Omel'nik, V. Suhostavec, and V. Shchur, Scientific Bulletin (Belgorod State University), 2(15), 86 (2001).

V. Levenets, A. Shchur, O. Omelnyk, B. Shirokov, Functional Materials. 14(2), 258 (2007), http://functmaterials.org.ua/contents/14-2/fm142-08.pdf

J. Bird, M. Scott, L. Russell, and M. Kenny, Aust. J. Phys. 31, 209 (1978), https://doi.org/10.1071/PH780209

I. Golicheff, M. Loeuillet, and Ch. Engelmann, J. Radioanal. Chem. 12, 233 (1972), https://doi.org/10.1007/BF02520991

Опубліковано
2022-06-02
Цитовано
Як цитувати
Кутній, Д., Ванжа, С., Бурдейний, Д., Левенець, В., Омельник, О., & Щур, А. (2022). Вимірювання ізотопного співвідношення бору (δ11B) у карбіді бору (B4C): порівняння методів SF-ICP-MS та PIGE. Східно-європейський фізичний журнал, (2), 75-79. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-2-08
Номер
№ 2 (2022): East European Journal of Physics
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2022 Д.В. Кутній, С.О. Ванжа, Д.Д. Бурдейний, В.В. Левенець, О.П. Омельник, А.О. Щур

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).