用户前沿丨普林斯顿大学地质科学系：利用ATONA®放大器进行U-Pb ID-TIMS年代学研究

背景介绍 

普林斯顿大学使用Isotopx公司Phoenix型号TIMS仪器，进行U-Pb年代学研究。文章通过数据评估了新型ATONA®放大器的性能，并对其U-Pb年代学的适用性进行了研究。

文中，作者阐述了当前技术的局限性：使用单离子计数器需要跳峰，每个样品的分析时间需要2-5小时。现在广泛使用的高阻法拉第放大技术，具有技术局限性，特别是动态范围方面。作者使用ATONA®放大器测试了标准样品和锆石样品，并将数据与传统高阻放大器获得的数据进行了比较。文中的数据也表明ATONA法拉第杯与离子计数器相比，在样品尺寸/离子束电流上能提供分析优势。

实验部分 

文中详细介绍了样品的制备方法。Phoenix仪器配备了9个ATONA®法拉第接收器和一个Daly离子计数接收器。使用法拉第探测器或法拉第和Daly结合 (FaraDaly)可以静态获取数据。实验中，测量了一系列不同尺寸的样品，并探索了一系列不同的分析条件，包括基线和积分时间。

结果和讨论 

基线和噪声: 作者发现，ATONA®系统的噪声水平非常低，用100秒的积分时间，噪声水平接近10e13欧姆电阻的理论极限。他们指出，在信噪比为10的条件下，噪声水平允许定量小至10 aA (60 cps)的离子束。即使使用时间超过了九个月，基线和噪声仍然非常稳定。此外，作者认为这意味着在测试时，不需要逐一进行基线测量，这与其他TIMS仪器相比，显著减少了总分析时间。

增益稳定性：作者在9个月的时间里执行了增益校准，观察到非常好的重现性，单通道值约为0.6ppm (1 SD)。这比通常高阻放大系统中观察到的值要好得多，事实上，作者建议只需要每周或每月进行一次增益校准即可。

响应时间：作者观察到极快的响应时间(0.5秒后离子束强度<5ppm)，并指出与10e13欧姆放大器相比的一个关键优势是分析时间显著减少。  

Pb分析：比较ATONA® Faraday和FaraDaly的测量结果发现，对于年轻样品，极限(最小)离子束>1mv的样品，单ATONA® Faraday的测量结果优于FaraDaly的测量结果。他们总结说，Phoenix和ATONA®很适合于分析> 10pg放射性成因的铅样品。

关键要点 

在U-Pb地质年代学研究的实际应用中，ATONA®放大器与10e13高阻放大器具有类似的优点，但ATONA®法拉第配置更加灵活，响应时间更短，动态范围更大，并且增益稳定性也更好。