Apa itu spektrometer massa rasio isotop?
Spektrometer massa rasio isotop (IRMS) adalah instrumen yang mengukur rasio isotop yang berbeda dari elemen tertentu.Semua elemen memiliki isotop yang berbeda satu sama lain hanya dalam jumlah neutron dalam nukleus, memberi mereka bobot atom yang berbeda.Prinsip di balik spektrometer massa rasio isotop adalah untuk membedakan isotop berdasarkan massa yang berbeda dan menentukan rasio antara pasangan isotop.Perangkat ini dapat memberikan informasi penting tentang usia dan asal sampel material.Spektrometer massa rasio isotop memiliki aplikasi di banyak bidang, termasuk geologi, biologi dan ilmu forensik.
Desain spektrometer massa rasio isotop dapat bervariasi, tetapi umumnya, mereka mengikuti prinsip -prinsip dasar yang sama.Akan ada saluran masuk di mana sampel diperkenalkan, yang mengarah ke ruang pembakaran di mana bahan dikonversi menjadi gas, mungkin dengan beberapa cara memisahkan gas berbeda yang dapat diproduksi.Tahap ini juga mengubah bahan biologis yang kompleks menjadi senyawa sederhana yang diperlukan untuk analisis, seperti karbon dioksida (Co 2 ), air (H 2 O) dan nitrogen (N 2 ).Gas yang dihasilkan dimasukkan ke dalam ruang ionisasi di mana ia terionisasi oleh seberkas elektron.Gas terionisasi kemudian difokuskan sebagai balok ke dalam area pemisahan massa, di mana elektromagnet digunakan untuk membelokkan ion, sehingga isotop yang berbeda akan dipisahkan sesuai dengan massa mereka.Kolektor yang menghasilkan sinyal listrik sebanding dengan jumlah ion yang terdeteksi.Ion isotop yang lebih ringan akan dibelokkan lebih banyak oleh medan magnet daripada yang lebih berat, sehingga kolektor akan diposisikan sesuai.Dengan demikian, proporsi relatif dari isotop yang berbeda dapat dihitung.
Sampel harus disiapkan sebelum dimasukkan ke dalam spektrometer massa rasio isotop.Dalam kasus zat biologis, misalnya, sampel mungkin dalam bentuk daun, tanah atau bahan non-homogen lainnya.Bahan padat umumnya akan dikeringkan dan ditumbuk menjadi bubuk halus.Sampel cair akan dikeringkan atau diserap ke bahan padat berpori.Sebelum melakukan analisis rasio isotop, kalibrasi menggunakan bahan dari elemen yang diketahui dan rasio isotop biasanya akan dilakukan.
Rasio keseluruhan isotop stabil dari setiap elemen yang diberikan di Bumi ditetapkan pada saat pembentukan planet.Meskipun isotop yang berbeda dari suatu elemen memiliki sifat kimia yang sama, faktor -faktor lain seperti mobilitas dan volatilitas dipengaruhi oleh massa isotop.Karena perbedaan -perbedaan ini, berbagai proses geokimia dan biokimia dapat berkonsentrasi atau menghabiskan isotop tertentu relatif terhadap nilai -nilai latar belakangnya, sebuah fenomena yang dikenal sebagai fraksinasi isotop.Sebagai contoh, fotosintesis menghasilkan penipisan kecil namun signifikan dari isotop karbon-13 relatif terhadap atmosfer.
Perbedaan dalam rasio isotop elemen seperti karbon, oksigen, nitrogen dan lainnya dapat memberikan informasi penting tentang asal dan sejarahsampel.Dimungkinkan dengan menggunakan spektrometer massa rasio isotop untuk menentukan apakah suatu bahan berasal dari organik dan bahkan, dalam beberapa kasus, untuk menentukan area geografis tempat ia berasal.Ini bisa digunakan dalam sains forensik.Sebagai contoh, sampel obat -obatan ilegal dapat ditelusuri kembali ke asal -usulnya dan sampel tanah yang diambil dari tersangka dapat dibandingkan secara isotop dengan yang dari tempat kejadian.
karena suhu dan curah hujan dapat mempengaruhi fraksinasi isotop, spektrometri massa rasio isotop dapat digunakanUntuk menyelidiki iklim bumi di masa lalu.Tingkat penyerapan dan pengendapan isotop karbon dan oksigen oleh organisme laut pembentuk shell bervariasi sesuai dengan iklim.Rasio isotop fosil tetap tinggalDengan demikian, organisme ini dapat digunakan untuk mendapatkan informasi tentang kondisi iklim ketika mereka masih hidup.
dalam geologi, penanggalan radiometrik merupakan aplikasi penting untuk spektrometer massa rasio isotop.Rasio isotop elemen logam tertentu dapat digunakan untuk menentukan usia sampel batuan.Ketika batu terbentuk, itu akan berisi beberapa isotop radioaktif.Pembusukan ini ke isotop lain, baik dari elemen yang sama atau, lebih umum, elemen yang berbeda, pada tingkat yang diketahui.Rasio asli mdash;atau "Parent" Mdash;isotop untuk produk peluruhan mdash;atau "putri" mdash;Isotop dapat digunakan untuk menentukan usia batu.