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氦为元素周期表中的零族元素


氦为元素周期表中的零族元素,因其化学性质不活泼,不参与各种化学反应过程,因此它们的同位素组成的变化几乎不受复杂的化学反应过程影响。已有研究表明,氦在地球大气圈、地壳、上地幔和下地幔各圈层具有不同的同位素比值,变化范围可达3个数量级,因此,氦同位素作为地质过程和物质来源的天然示踪剂倍受重视。 
在地球演化中,利用氦同位素比值的不同来研究地幔的演化和结构特征;在地震预报中,根据地震带氦同位素的的背景值突然远离大气值的现象来进行地震的预测;在天然气勘探和成因研究中,根据天然气中氦同位素比值的分布规律,可以对寻找天然气藏起到很好的指示作用。
我国对氦同位素组成的研究主要是受限于分析设备,近几年伴随着一批高、精、尖的仪器引进,氦同位素分析技术展已在分析的准确度和精确度方面都取得了很大的进发展。美国热电公司生产的HeLixSFT型惰性气体质谱仪,用于开展样品中氦同位素组成及其它惰性气体同位素组成的分析测试及研究工作。
HeLixSFT是一种新型的、采用分叉分离飞行管道设计的惰性气体质谱仪,这种设计使得仪器对测量氦同位素组成有极高的分辨率、精确度与准确度。仪器主要是由样品制备系统、纯化系统和测试系统组成。 样品制备系统主要包括①双真空加热炉,外部真空由金属扩散泵获得,内部真空由涡轮分子泵获得;②激光熔样装置,能够实现微区熔样提取气体。两者均可实现阶段升温加热,最高温度可达1800℃,满足各类地质样品的分析要求。

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