Химия - Масс-спектрометры для изотопного анализа

Масс-спектрометры для определения изотопного состава должны быть очень точными. Для анализа изотопного состава лёгких элементов используется ионизация электронным ударом. В этом случае годятся все методы ввода газовой фазы, как и в органических масс-спектрометрах.

Для анализа изотопов более тяжелых элементов используется термоионизация или ионизация в индуктивно-связанной плазме. В России для изотопной масс-спектрометрии широко используется масс-спектрометр МИ-1201 производства НПО «Электрон» в различных модификациях. Однако в связи с развалом СССР и нестабильностью политических отношений между Россией и Украиной оснащение российских предприятий и институтов украинскими приборами в настоящее время существенно затруднено. Для решения проблемы с обеспечением отечественных предприятий масс-спектрометрическим оборудованием руководством Министерства атомной промышленности РФ в 1999 году было принято решение об организации производства серии специализированных масс-спектрометров различного назначения, первым из которых стал специализированный масс-спектрометр для изотопного состава урана в газовой фазе, получивший обозначение МТИ-350Г. В 2002 году были завершена разработка прибора, МТИ-350Г зарегистрирован в Государственном реестре средств измерения под № 23457-02 и допущен к применению в Российской Федерации. В настоящее время запущено серийное производство прибора в ООО "Уралприбор", более десятка масс-спектрометров МТИ-350Г эксплуатируются на разделительном производстве крупнейшего в мире предприятия по обогащению урана — Уральского электрохимического комбината. С 2002 по 2007 год выполнена разработка специализированного масс-спектрометра МТИ-350Т, предназначенного для измерения атомной доли изотопов урана, плутония и смешанного топлива в твердой фазе. В настоящее время проводятся работы по сертификации прибора. Кроме изотопных приборов, в рамках программы разрабатываются: масс-спектрометр МТИ-350ГП, предназначенный для анализа химически агрессивных веществ с целью обеспечения контроля примесей в газообразном гексафториде урана, а также масс-спектрометр для контроля сублиматного производства гексафторида урана МТХ-350ГС.

Во многих типах изотопных масс-спектрометров используются магнитные масс-анализаторы. Важнейшими техническими характеристиками масс-спектрометров и масс-спектрометрических детекторов являются чувствительность, динамический диапазон, разрешение, скорость сканирования.