Uno spettrometro di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) viene utilizzato per determinare la concentrazione di particolari elementi in campioni di roccia e suolo per studi geologici. La capacità di identificare il contenuto dei campioni è utile nell’esplorazione mineraria. Un ibrido di uno spettrometro di massa al plasma accoppiato induttivamente è utile per fornire l’età isotopica dei minerali per la datazione radiometrica. Questa tecnologia è stata utilizzata per la prima volta negli anni ‘1960 come metodo per la coltivazione dei cristalli. È stato migliorato per essere utilizzato come strumento analitico per scopi ambientali.
Gli spettrometri di massa al plasma ad accoppiamento induttivo funzionano rapidamente e sono particolarmente adatti per l’analisi di grandi quantità di sedimenti e campioni di suolo. Una soluzione di sedimento o roccia viene posta nel plasma e la concentrazione del campione è determinata dalla luce emessa. L’apparecchiatura può identificare più di 40 elementi. L’argon è uno degli elementi che uno spettrometro di massa non è in grado di identificare.
L’apparecchiatura ICP-MS ha tre tubi, che sono normalmente realizzati in silice e creano la parte torcia dell’apparecchiatura. La parte torcia dell’apparecchiatura è in una bobina, raffreddata con acqua, all’interno di un generatore di radiofrequenza. Quando i gas passano attraverso la torcia, si attiva un campo di radiofrequenza. Il gas all’interno della bobina diventa quindi conduttivo.
Uno spettrometro di massa al plasma accoppiato induttivamente misura quindi la luce emessa dagli ioni nel campione. La luce viene convertita in segnali elettrici e l’intensità dei segnali risultanti viene confrontata con intensità note. La corrispondenza dei risultati con le informazioni note è ciò che identifica l’elemento. Gli elementi possono avere molte lunghezze d’onda, il che rende l’esperienza un fattore critico durante l’esecuzione dell’analisi.
In geocronologia viene utilizzato uno spettrometro di massa al plasma ad accoppiamento induttivo multicollettore (MC-ICPMS). La geocronologia utilizza la misurazione del decadimento radioattivo per determinare l’età di un campione. In questo sistema, gli ioni vengono prodotti per introduzione nel plasma che strappa via gli elettroni, lasciando gli ioni positivi. Gli ioni vengono accelerati e poi focalizzati. Il raggio focalizzato passa attraverso un filtro, che separa gli ioni in base alla loro massa.
Sia l’MC-ICPM che l’ICP-MS utilizzano il sistema di confronto delle tensioni misurate per ottenere risultati scientifici. Gli spettrometri di massa al plasma accoppiati induttivamente possono essere trovati nei laboratori coinvolti nel campionamento del suolo e dell’acqua. Sono utili negli studi di geochimica e ecologia chimica. Possono rilevare zolfo, fosforo e boro, quindi funzionano molto bene per testare la depurazione nei sistemi di distribuzione dell’acqua.