放射性核素分析实验室

 由宇宙射线与大气层(大气成因),地表物质(就地成因)或者地外物质发生核反应生成的长寿命放射性核素(如10Be14C 26Al41Ca129I等)在环境示踪、地质年代学、水文学、考古学以及行星科学中具有广泛的应用。本实验室以我国西南地区首台加速器质谱仪为特色,着重开展宇生核素在地质年代学、环境示踪和行星科学上应用时遇到的测量时间长,所需样品量大、测量精度差等问题。重点开展14C年代学,10Be26Al暴露年代学、埋藏年代学以及环境示踪等工作。

实验室目前可开展的测试项目有: 

(1)14C测量分析:

1) 水样无机碳(DIC)和有机碳(DOC、POC)示踪;

2) 土壤/沉积物14C年代学与来源示踪;

3) 大气(气溶胶、CO2)的14C环境示踪;

4) 14C考古年代学(骨胶原,丝织品等);

5) 生物质有机碳来源示踪(藻类,浮游动物、植物、种子等);

6) 固体无机碳(珊瑚、贝壳、有孔虫、石笋、碳酸盐岩)14C 

(2)10Be和26Al测量分析:

1)石英原位10Be/26Al; 

2)海洋沉积物10Be

3)土壤大气10Be; 

4)地外样品10Be/26Al


上天入地 穿梭古今



附件:

    实验室的主设备是从美国NEC公司引进的一台一百万电子伏特的多核素串列加速器质谱仪(型号:3SDH-1 UAMS),近期以分析10Be14C26Al为主。日后随着功能开发可以实现41Ca129I等长寿命放射性核素的测量。根据验收结果和目前完成的500多个样品,14C的测量精度优于0.3%OXII标准),仪器本底可达3×10-1610Be和26Al的丰度灵敏度可达5×10-15,测量精度均优于1%(10-11量级标准)。

    为了避免环境宇生核素对超痕量地质年代样品中 10Be26Al的干扰,建立了用于10Be和26Al样品化学处理的超净化学实验室。实验室配备了专用通风橱,马弗炉、烘箱等设备。

    已建立了系统的14C样品(气-固-液-生物)前处理与制样实验室,拥有2套手动真空线和1套自动石墨化系统(Aeon CEGS 12X),可用于低至100 μg碳样品制备。

    1MV AMS

    10Be测量二维能谱

    10Be测量稳定性

    10Be26Al超净实验室

    14C测量稳定性 

    14C前处理系统

    26Al测量稳定性


    附件:

      实验室科研人员

      刘彧,博士,副研究员。

      主要从事宇生核素在地球化学、地质年代学中的应用。目前任环境室1.0 MV AMS实验室负责人。主要负责实验室管理,10Be和26Al样品前处理技术开发及应用。

      实验室:5号楼202, 203

      办公室:2号楼301

      Email: liuyu@mail.gyig.ac.cn

      个人链接:https://skleg.gyig.ac.cn/kydw/fyjy/202408/t20240816_239174.html

      实验室技术人员

      杨海全,博士,高级工程师。

      主要从事放射性碳同位素前处理方法开发与应用研究。

      负责的仪器:Aeon CEGS 12X

      实验室:2号楼 207;5号楼207,208

      办公室:2号楼508

      Email: yanghaiquan@vip.skleg.cn

      联系电话:18786633749(微信同号)


      杨宪林,博士,工程师。

      主要负责加速器质谱仪的运行维护及分析方法开发;目前主要基于AMS技术开展中高能质子、中子核数据测量及其在行星科学、地质年代学上的应用。

      负责的仪器:3SDH-1 UAMS 加速器质谱仪

      实验室:5号楼104和105

      办公室:5号楼204

      Email: yangxianlin@mail.gyig.ac.cn

      联系电话:15771796719(微信同号)


      附件:

        实验室预约流程

        1. 中科院系统师生请前往中科院仪器共享平台,填写实验预约申请,经审核通过,填写分析测试申请表(见附件);其他科研院校人员可先填写分析测试申请表预约实验,并委托实验技术人员代为填写网上预约。在填写“分析测试申请表”时,请参考本网页公布的收费标准,重点填写预计分析费等内容,并有导师确认签字。

        2. 通过电子邮件发送申请表扫描件到各负责人对应的邮箱,联系实验室技术人员安排实验,开展实验当天请提交纸质版申请表。


        附件:

          用户须知

          14C、10Be和26Al的AMS测定是高技术含量分析技术,仪器测试精度和本底与样品类型、化学前处理、仪器稳定性、数据处理等有较大关系。目前仪器给出的测试精度为各个核素所用标准的测试精度,非实际样品测试精度。因此,送样人员需提前将待测样品的关键信息(如含碳量)告知仪器工作人员。

          本实验室仅开展自然低放射性样品的测量,对人为添加示踪剂的生物样品、涉核活动、核设施、铀矿等存在高放射性的样品不予测量。请送样人员提前告知样品来源并做承诺,如有不实或隐瞒不报的情况,本实验室有权追究其法律责任。本实验室主要用于基础科学研究,对涉及商业价值纠纷的样品不承担法律责任。

          请用户在进入本实验室开展实验之前,务必阅读相关注意事项及文献,提前了解样品准备和技术方法等。

          1.石英原位10Be/26Al

          Liu, Y., Xu, S., Fabel, D., Rode, A., Zhang, X.B., et al., 2025. Cosmogenic 10Be and 26Al dating of the fluvial terraces in the Sichuan Basin, SW China: Implications for the drainage evolution of the middle Yangtze River. Quaternary Science Reviews, 369: 109653.

          Liu, Y., Sun, L., Xu, S., Ma, Y., et al., 2023. Cosmogenic nuclide chronological constraints on the late Cenozoic strata of the Linxia Basin, northeast Tibetan Plateau. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 626: 111695.

          Liu, Y., Liu, X.B., Wang, S.J., Xu, S., et al., 2022. Late Cenozoic channel migration of the proto-Yangtze River in the delta region: Insights from cosmogenic nuclide burial dating of onshore boreholes. Geomorphology, 407: 108228.

          Liu, Y., Wang, S.J., Xu, S., Fabel, D., et al., 2022. New chronological constraints on the Plio-Pleistocene uplift of the Guizhou Plateau, SE margin of the Tibetan Plateau. Quaternary Geochronology, 67: 101237.

          2.海洋沉积物10Be

          Chu, Y.Z., Li, X.H., Yi, L., Dong, Y.H., Xie, R.F.C., Fan, Z.D., Hein, J.R., Little, S.H., Liu, Y., Matsuzaki, H. et al., 2025. A shift in ocean circulation drives variations in paleoproductivity in the North Pacific Ocean. Earth and Planetary Science Letters, 671: 119669.

          Konstantinova, N., Hein, J.R., Yi, L., Liu, Y., Matsuzaki, H. et al., 2025. Refined Os isotope stratigraphy of ferromanganese crusts from the Arctic Ocean and implications for polar environmental change since the late Miocene. Sedimentary Geology, 486: 106942.

          3.土壤大气10Be

          刘彧,刘金涛,宋万万,李文强,成振,罗维均,王世杰,2025. 浙江和睦桥流域土壤大气成因10Be年龄与成土速率研究. 第四纪研究,45(6):1454-1462.

          4.地外样品10Be/26Al

          陈韬,刘彧,李阳,李瑞,杨宪林,王世杰,2025. 地外样品宇生核素10Be与26Al的化学分离与纯化技术优化. 矿物学报,45:1-12.

          5.水体14C

          Chao Yin, Yan Zeng, Jingan Chen, Guangrong Ran, Haiquan Yang, Jia Yu, Jingfu Wang, Ziyan Zhang, Xudong Guo. Quantitatively tracing the decomposition of endogenous particulate organic carbon during sinking in (sub-)deep reservoirs: Using radiocarbon isotopes Δ14C. Water Research. 2025. 271, 123003.

          Jingan Chen, Haiquan Yang, Yan Zeng, Jianyang Guo, Yilong Song, Wei Ding. Combined use of radiocarbon and stable carbon isotope to constrain the sources and cycling of particulate organic carbon in a large freshwater lake, China. Science of the Total Environment. 2018, 625:27-38.

          6.新技术方法及应用

          杨宪林,刘彧,杨海全等.一种基于放射性碳测定陈皮年份的方法及应用.专利申请号:2025111813390.实审中.

          杨宪林,兰长林,李昭梅等.一种基于加速器质谱仪测量铁55同位素的方法.专利申请号:2023112528671.实审中.

          7.AMS技术在核数据测量中的应用

          Xian-Lin Yang, Chang-Lin Lan, Yu-Ting Wei, Yi Zhang, Gong Jiang, Bo Xie, Yu Liu, Hong-Tao Shen & Xiao-Jun Sun. Cross section determination of 27Al(n,2n)26Al reaction induced by 14-MeV neutrons uniting with D-T neutron activation and AMS techniques. NUCL SCI TECH 35, 94 (2024).

          兰长林,杨宪林,刘海庆,潘小东,钟国强,洪博. 氘氚聚变等离子体离子温度诊断方法[P].

          专利号:ZL 2023 1 1341476.7 授权公告号:CN 117677014 B


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