열이온화 질량분석법(Thermal Ionization Mass Spectrometry, TIMS)은 우수한 동위원소 비 측정 정밀도, 장기 안정성 및 성숙한 계량 추적성 능력을 바탕으로 여전히 고정밀 동위원소 분석의 중요한 기술 플랫폼으로서 지구과학, 핵과학 및 천체화학 등 분야에서 대체 불가능한 역할을 하고 있다. 본 논문은 TIMS의 고정밀, 저농도 동위원소 측정 수요를 중심으로 최근 이온원, 이온 전달, 질량 분석기 및 검출기 등 핵심 기술 발전을 체계적으로 정리하였다. 특히 다중 빔 및 열 공동 이온원, 이온화 촉진 재료, 이중 초점 질량 분석기, 가변 렌즈, 차단 렌즈 및 고저항 증폭기의 이온화 효율, 이온 전달 효율, 풍부도 민감도 및 미량 시료 측정 능력 향상에 대한 진전을 중점적으로 논평하였으며, 국내 TIMS 장비 및 핵심 부품의 독자 개발 성과를 요약하였다. 응용 측면에서는 TIMS의 지구 연대학, 핵 물질 동위원소 분석 및 핵 보장, 천체 화학 등 분야에서의 대표적 응용 사례를 집중적으로 검토하고 복잡한 시료, 고정밀 동위원소 비 및 초미량 시료 분석에 대한 기술적 우위를 분석하였다. 마지막으로 현재 기술 발전과 연계하여 TIMS가 초미량, 고감도, 지능화 및 국내화 방향으로 발전할 전망을 제시하여 고정밀 동위원소 질량분석 기술의 향후 발전을 위한 참고 자료를 제공한다.

열이온화 질량분석; 질량 분석기; 동위원소 분석; 지질 연대학; 핵과학