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151Sm是一种长寿命裂变产物核，其半衰期为90年。对151Sm含量的精确测量可以为环境科学、生命科学、核工程、核数据等领域提供非常重要的信息。但是151Sm的半衰期长，放射性弱，而且在样品中的含量低，用常规的衰变计数法和普通质谱测量样品中的151Sm几乎不可能。加速器质谱（AMS）是一种高灵敏的核分析技术有可能实现痕量151Sm的测量。本论文工作在中国原子能科学研究院的AMS系统上，首次开展了151Sm的AMS测量方法研究。作者在该论文中主要完成了以下工作：1)样品研制。研制了用于151Sm AMS测量的实验室参考标准样品、空白样品、和生物样品。在参考标准的研制过程中，研究了同位素比值的热电离质谱（TIMS）测量方法，进行了样品中干扰核素151Eu的化学分离，并对分离效果进行了AMS与ICP-MS检验等；2)151Sm的AMS测量。确定了AMS测量样品的最佳化学形式，解决了离子源“中毒”的问题，建立了151Sm的AMS测量方法，对空白样品、参考标准和生物样品进行了初步测量；3)151Sm的生物示踪方法的建立。完成了试验大鼠的151Sm示踪实验。4)对测量结果进行分析和计算，给出了目前AMS测量151Sm的灵敏度。样品研制是本文工作中非常重要的部分。实验所需的151Sm是用150Sm丰度为87.27％的Sm2O3在中国原子能科学研究院的重水实验反应堆中照射，通过150Sm（n，γ）151Sm反应得到的。采用中国核动力研究设计院的TIMS对同位素比151Sm／150Sm进行了测量，测量结果为（3.750±0.002）×10-3。以154Sm丰度为98.6％的Sm2O3作为稀释剂，对照射后的含151Sm的样品进行逐级稀释，得到151Sm／154Sm同位素比值分别为（9.25±0.08）×10-7，（8.87±0.08）×10-8，（8.08±0.08）×10-9的系列参考标准。采用加压离子交换色层法对所有样品中的铕进行了化学分离。在151Sm的AMS测量中，存在离子源“中毒”问题，其表现为束流很快降低，使束流的传输和151Sm的AMS测量无法进行。我们采用钨（W）锥或钽（Ta）锥，样品掺W粉或Mo粉等方法解决了离子源“中毒”问题。使富集154Sm2O3引出的SmO-最大束流到～100nA，而且长时间稳定，基本可以满足AMS测量需要。151Sm的AMS测量中主要干扰核素是同量异位素151Eu，目前还无法用探测器对151Sm和151Eu进行鉴别。样品形式采用Sm2O3，引出形式为SmO-时可以对151Eu的本底干扰在离子源起到一定的压低作用。为了进一步降低151Eu的本底，在样品研制中采用加压阳离子交换色层法对样品中的Eu进行了化学分离。对样品进行一次分离后，再加入适量的富集153Eu稀释样品中的151Eu，再进行化学分离，理论上可以将样品中151Eu的含量进一步降低。在物理测量中还可以采用同位素扣除法，通过测量153Eu的计数和151Eu／153Eu比值，扣除M=151计数中的151Eu的贡献，从而可以得到更准确的测量结果。对空白样品和标准样品进行了AMS测量，空白样品中同位素比值为151Eu／154Sm=（4.8±1.4）×10-8，即目前AMS测量151Sm的本底水平为4.8×10-8，丰度灵敏度为1×10-8。Sm属于稀土元素，稀土资源的开发和应用带来了环境破坏和健康影响。为了研究稀土元素能否通过血--脑屏障进脑，本文采用尾静脉注射的方法给实验大鼠提供示踪核素151Sm，分几个时间点处死大鼠，取其脑、血、肝等样品。将样品进行冷冻干燥后研磨、消化（血样不需要冷冻干燥和研磨），然后在已消化的样品中加入载体富集154Sm2O3，通过加压离子交换色层法富集生物样品中的Sm并分离其它干扰元素，制得高纯度的Sm2O3用于AMS测量。论文工作基于超灵敏加速器质谱技术，首次对长寿命放射性核素151Sm进行了测量，初步建立了151Sm的AMS测量方法。同时对生物样品（脑样和血样）中的示踪核素151Sm的含量进行了AMS测量，测量结果如下：脑样空白中同位素比值151Eu／154Sm=（5.4±1.5）×10-8，示踪12天的大鼠脑样中同位素比值扣除脑样空白后为151Sm／154Sm=（6.0±1.7）×10-8，转换为每克脑中151Sm的含量为（7.8±2.2）×10-10g／g，说明示踪核素151Sm确实可以进脑，进而说明稀土元素可以通过血--脑屏障进脑。血样空白-2（未分离Eu）的同位素比值151Eu／154Sm=（3.2±0.9）×10-7高于血样空白-1（分离Eu）的同位素比值151Eu／154Sm=（5.4±1.5）×10-8值，这是由于该血样空白没有经过化学分离Eu所致。示踪1小时的血样（分离Eu）中同位素比值151Sm／154Sm=（3.6±1.0）×10-7，转换为每克血样中151Sm的含量为（9.0±2.6）×10-9g／g：示踪1小时的血样（未分离Eu）中同位素比值151Sm／154Sm=（5.7±1.6）×10-7，转换为每克血样中151Sm的含量为（1.4±0.4）×10-8g／g，。本文初步建立了151Sm的AMS测量方法，并且开展了生命科学方面的应用研究，该方法的建立对生物样品、环境样品等样品中151Sm含量的测量提供了一种分析方法。