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Ion Microprobe Determination of Hydrogen Concentration and Isotopic ratio in Extraterrestrial Metallic Alloys

Authors


Abstract

The isotopic ratio of hydrogen was measured in an iron meteorite and terrestrial native iron using an IMS 3f ion microprobe. The extraterrestrial D/H ratio (93 ± 9 × 10−6) was close to the terrestrial value (105 ± 6 × 10−6), and both samples had low H concentrations (7 ± 4 and 33 ± 11 ng g−1 for the iron meteorite and the terrestrial sample, respectively). Experiments on artificially D-enriched samples showed that the measured hydrogen signal is a combination of indigenous H and terrestrial atmospheric contamination. This contamination comes from the isotope exchange reaction between water adsorbed on the sample surface and atmospheric water, and would be continuously added to the indigenous H in the ion crater by the adsorbed water sinking into the crater during sputtering. Experiments showed that this contamination represents up to 20% of the signal but was within the uncertainty of the measured D/H ratio.

Abstract

Le rapport isotopique de l'hydrogène a été mesuré dans une météorite de fer et un échantillon de fer métallique terrestre avec une sonde ionique IMS 3f. Les résultats montrent que le rapport D/H des météorites de fer est similaire au rapport terrestre (de 93 ± 9 × 10−6 contre 105 ± 6 × 10−6 pour l'échantillon de métal terrestre) et que la concentration en hydrogène est très faible (7 ± 4 ng g−1 mesuré dans la météorite de fer et 33 ± 11 ng g−1 pour l'échantillon terrestre). Des expériences où des échantillons ont été artificiellement enrichis en D montrent que le signal en hydrogène est une combinaison du H propre à l'échantillon et d'une contamination atmosphérique terrestre. Cette contamination provient de la réaction d'échange entre l'eau adsorbée à la surface de l'échantillon et l'eau atmosphérique ainsi que de la contamination du cratère lors du processus de pulvérisation. Les expériences montrent que la contamination représente jusqu'à 20% du signal, ce qui reste dans l'incertitude des mesures.

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