近年来稀有气体分析技术的发展和 40Ar/ 39Ar法衰变常数的重新厘定，显著提高了 40Ar/ 39Ar定年的准确度和精确度，一流实验室的定年精度已可优于0.1 ％ [1]。随着国内稀有气体质谱仪更新换代，国内 40Ar/ 39Ar法分析装备已与国际接轨，但样品辐照依旧是限制国内 40Ar/ 39Ar法发展及应用的关键环节。目前面向 40Ar/ 39Ar定年样品辐照的反应堆有限，且开堆频次较低，导致氩氩定年周期长，并且难以对不同岩性、不同年龄的样品选择最优辐照方案进行处理。
中国核动力研究设计院岷江试验堆（MJTR）中子辐照试验平台建设于20世纪90年代，设计功率5MW，最高快中子注量率为1.43×10 14n/cm 2/s，轻水作冷却剂和慢化剂，铍作反射层 [2, 3]。该反应堆在医学、材料科学、物理学等多个学科的发展做出了卓越的贡献，但暂未应用于 40Ar/ 39Ar定年样品的辐照。
为此，中国科学院广州地球化学研究所张万峰等人联合核工业北京地质研究院李军杰高级工程师，中国核动力研究设计院孙寿华研究员等对岷江试验堆（MJTR）进行 40Ar/ 39Ar定年样品辐照初探，为该反应堆开展 40Ar/ 39Ar定年样品的辐照条件选择提供支撑。
结果表明，（1）该辐照孔道垂向J值变化呈二次曲线变化的特征，该特征与孔道内中子通量分布特征一致。表明辐照罐放置于最佳的样品辐照区。（2）应用于 40Ar/ 39Ar定年样品辐照时，相比其它反应堆，MJTR的J值时间变化率较低（~0.21×10 -4 J/h）。当辐照时长为60h时，J值可达到0.001，能满足大部分样品的辐照需求。（3）当样品罐采用0.5mm镉皮包裹时，( 40Ar/ 39Ar) K，( 36Ar/ 37Ar) Ca和( 39Ar/ 37Ar) Ca等矫正因子分别为146.5 ± 42.4×10 -4，4.17 ± 0.07×10 -4和18.4± 3.6×10 -4。（4）通过计算标样间的J值变化率，可以得到该反应堆垂向和水平方向中子通量变化率<0.68%/cm和0.45%/cm。（5）当样品放置于石英管中部进行辐照时，其J值的误差<1‰；并且监控标样（DRA-1，图1）结果表明，采用MJTR进行辐照的样品其分析精度优于2‰。
综上，该反应堆适用于 40Ar/ 39Ar定年样品的辐照，并有利于开展高精度 40Ar/ 39Ar定年分析。
图1 DRA-1透长石激光阶段升温氩氩定年结果
图2 期刊封面
以上研究成果以封面文章发表于《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》上（图2），该研究受到国家自然科学基金（41688103, 41973051），南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项（GML2019ZD0202），广州地球化学研究所功能开发项目（E3280301）的资助。
论文信息：Wanfeng Zhang（张万峰） *, Junjie Li（李军杰） #, Dewen Zheng（郑德文）, Shouhua SUN（孙寿华）, Yufei Guo（郭雨非）, Jia Zhang（张佳）, Ming Xiao（肖明）, Jun-jie Wang（汪俊杰）, Yu-lian Zhang（张玉莲）, Yingde Jiang（蒋映德） and Yigang Xu（徐义刚）, 2023. Sample neutron irradiation with the Min Jiang Testing Reactor (MJTR): Implications for high-precision 40Ar/ 39Ar dating.
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