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[2018年IEEE精密电磁测量会议（CPEM 2018）- 法国巴黎（2018年7月8日-13日）] 2018年精密电磁测量会议（CPEM 2018）——重新定义千克与摩尔的新硅晶体：前两块晶体的同位素组成

DOI：10.1109/CPEM.2018.8501151 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 用于测定阿伏伽德罗常数的首批高富集28Si（>99.99%）硅晶体及新型硅晶体的同位素组成（摩尔质量M）通过高分辨率多接收电感耦合等离子体质谱仪，并采用改进的同位素稀释质谱技术进行测量?；竦玫南喽圆蝗范ǘ萿rel(M) < 1×10^-9：十年间降低了近三个数量级。本研究对比了首批"AVO28"晶体与"千克-2"项目首颗晶体（Si28-23Pr11）的M(Si)均匀性。
作者： Horst Bettin，Axel Pramann，Olaf Rienitz
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究前两块高度富集28Si的硅晶体的同位素组成和摩尔质量均匀性，以测定阿伏伽德罗常数。

研究成果

在不确定度范围内，两种晶体均未显示出摩尔质量M随样品来源的显著变化。晶体中M值的均匀分布证明用于测定阿伏伽德罗常数NA的摩尔质量数据具有高度可靠性。自2012年起俄罗斯生产的新型高富集28Si硅晶体（专为以更低测量不确定度测定NA而研制）表现出u(M)及x(28Si)、x(29Si)、x(30Si)不确定度的显著降低。当使用x(28Si) > 0.99998 mol/mol的晶体时，可常规获得urel(M) < 1 × 10-9的精度。随着x(28Si)纯度提升，u(M)对NA不确定度的贡献将进一步减小。

研究不足

该研究的局限性在于质谱技术的精度和硅晶体的均匀性。潜在的优化方向包括进一步改进实验技术和提高硅晶体的富集度。

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