Zastosowanie ICP-MS w jądrowej analizie kryminalistycznej

Rozwiązania zwiększające możliwości analityczne ICP-MS

Uran i pluton to główne materiały jądrowe, które są przedmiotem nielegalnego handlu, przemytu i posiadania; ich skład izotopowy jest bardzo cennym wskaźnikiem dla celów kryminalistyki jądrowej [2, 3]. Przykładowo obecność ²³⁶U w ilościach większych niż te w próbkach naturalnych jest świadectwem wcześniejszego napromieniowania neutronami i ponownego przetworzenia uranu, a znając skład izotopowy plutonu, można wnioskować o typie reaktora, w którym został on wyprodukowany. Oznaczane są przede wszystkim stosunki izotopowe: ²³⁵U, ²³⁶U, ²³⁸U i ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu. W przypadku określenia stosunków izotopowych U i Pu, ICP-MS z pojedynczym kwadrupolem (Q-ICP-MS) ze względu na swoje ograniczenia analityczne (niską rozdzielczość) jest stosowana stosunkowo rzadko, najczęściej wykorzystuje się wielokolektorową spektrometrię mas MC-ICP-MS lub sektorową spektrometrię mas SF-ICP-MS. Niska rozdzielczość spektrometrów kwadrupolowych nie gwarantuje wystarczającego rozdzielania par jonów o tej samej masie, np. ²³⁹Pu⁺ i ²³⁸UH⁺, z drugiej strony zastosowanie wysokorozdzielczych lub wielokolektorowych spektrometrów wymaga ponoszenia dużych nakładów finansowych na ich zakup i utrzymanie. Uwarunkowania te wymuszają poszukiwanie rozwiązań zwiększających możliwości analitycznych Q-ICP-MS. Jest to możliwe m.in. poprzez zastosowanie odpowiednich gazów reakcyjnych, które pozwolą na eliminację interferencji spektralnych. Prowadzone badania potwierdziły przydatność gazów NH₃, CO₂ i O₂ w oznaczaniu izotopów Pu przy nadmiarze uranu [9, 10]. Amoniak, jako gaz reakcyjny, pozwala na oznaczanie śladowych ilości Pu (10 ppb Pu + 100 ppm U). Pluton nie reaguje z amoniakiem; uran tworzy...