利用电感耦合等离子体发射光谱技术（ICP-OES）精准测定碳化硼中硼同位素组成（10B/11B）的新方法

本文开发了一种基于电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）的创新方法，通过分析BII离子线（345.13 nm）和BI原子线（208.96 nm）的一阶导数谱图，实现了碳化硼中硼同位素组成（10B/11B）的快速、经济、精准测定。该方法在20–95% 10B范围内线性优异（R2 > 0.995），与热电离质谱（TIMS）结果高度一致，为核材料质量控制提供了重要技术支持。

　　

Instrumentation and reagents

样品溶解使用微波消解系统（型号：Ultrawave，品牌：Milestone，意大利）在275°C和120 bar条件下完成。分析测量采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）（型号：Spectro Arcos，品牌：Ametek GmBH）。仪器参数列于表1。每个富集样品连续记录五次读数。为减少硼记忆效应，系统反复用0.2 M HNO₃冲洗。

B isotopic lines

同位素分析优先选择同位素位移最大的谱线以提高分辨率。Johansson等人[31]详细研究了BI在249.68 nm和208.96 nm的UV1和UV2双线，同位素位移分别为1.1 pm和2.5 pm。Ryabtsev等人[32]研究了345 nm附近的BII离子线，发现¹⁰B和¹¹B的峰值分别位于345.13876 nm和345.12819 nm，对应10.6 pm位移。208.96 nm和345.13 nm的发射线因此被选为本研究的分析目标。

Conclusion

本研究首次报道了使用ICP-OES通过345.13 nm BII线进行硼同位素测定。该方法基于分析发射光谱的一阶导数，提高了准确性和线性。合成样品和硼酸样品的分析结果与TIMS数据偏差在0.1–12.5%范围内。虽然不适用于高精度同位素比测量，但该方法提供了快速、经济、操作简单的实用替代方案。