基于仪器中子活化分析(INAA)的锑同位素δ值测定方法及其在标准物质溯源中的应用研究

本研究针对锑(Sb)同位素参考标准缺失的问题，开发了基于仪器中子活化分析(INAA)的纯单元素锑溶液同位素δ值测定方法。通过建立涵盖中子活化和γ能谱仪效应的测量模型，验证了该方法在δ值已知为零时的准确性，结果显示偏差仅0.01‰，不确定度低至0.24‰。该技术为连接次级与初级锑同位素参考溶液提供了高精度解决方案，填补了INAA在稳定同位素分析领域的技术空白。

　　

在稳定同位素分析领域，锑(Sb)作为重要的重金属元素，其同位素比值(如¹²¹
Sb/¹²³
Sb)的精确测定对地球化学、考古学和法医学研究具有关键意义。然而当前国际上面临着锑同位素参考标准缺失的困境，而主流的多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术虽应用广泛，却存在仪器质量效应和同量异位素干扰等固有局限。为此，来自意大利国家计量研究院的研究团队在《Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy》发表论文，创新性地将仪器中子活化分析(INAA)技术应用于锑同位素δ值测定领域。

研究采用Romil PrimAg?-xtra认证参考溶液(1000 μg mL^-1
Sb₂
O₃
溶于5 M HCl)作为测试样本，通过建立包含28个参数的测量模型，系统量化了中子活化截面、γ射线探测效率等核物理过程的影响。关键技术包括：1) 使用聚乙烯(PE)胶带密封薄样品；2) 采用OR50P和OR50S两套γ探测系统进行双计数；3) 基于GUM指南构建不确定度评估体系。

【方法原理】
研究基于Sb的两种稳定同位素(¹²¹
Sb 57.21%，¹²³
Sb 42.79%)，通过(n,γ)核反应生成放射性核素¹²²
Sb和¹²⁴
Sb，测量其特征γ射线(564 keV和603 keV)强度比来推算原始同位素比值。测量方程考虑了中子注量梯度、γ自吸收修正等12类影响因素。

【实验结果】
三组平行实验显示，当δ_Y
(¹²³
Sb/^{121
Sb)理论值为零时，实测偏差仅为0.01‰，验证了方法的准确性。不确定度分析表明，计数统计贡献率达67%，是0.24‰组合不确定度的主要来源。OR50P系统因更高的探测效率(对564 keV达1.23%)，其结果比OR50S系统精密度提高18%。}

【结论意义】
该研究实现了INAA在锑同位素分析中0.24‰的不确定度，接近该技术的理论极限。相比文献报道的硅(6.0‰)和锗(1.2-6.0‰)同位素INAA分析结果，本方法精度提升了一个数量级。特别值得注意的是，通过精确控制样品厚度(<100 mg/cm²
)和采用双探测器交叉验证，有效降低了γ射线符合相加效应的系统误差。这项工作不仅为锑同位素参考物质的量值溯源提供了新方案，更拓展了INAA技术在稳定同位素计量学中的应用边界，对推动核分析技术与质谱技术的协同发展具有示范意义。