亚瑟·杰弗里·登普斯特（Arthur Jeffrey Dempster，1886.8.14 —1950.3. 11）是一位以质谱学研究和在1935年发现铀同位素²³⁵U而闻名的加拿大-美国物理学家。生于加拿大安大略省多伦多市。1909年和1910年分别在多伦多大学获得学士和硕士学位。后来他前往德国学习，并在第一次世界大战爆发时前往美国。在美国芝加哥大学获得物理学博士学位。

学术生涯：

1. 登普斯特于1916年加入芝加哥大学的物理学院，并一直在那里工作，直至1950年去世。

2. 第二次世界大战期间，他参与了秘密的曼哈顿计划，该计划旨在开发世界上第一批核武器。

3. 1932年，登普斯特当选为美国哲学学会会员，1937年当选为美国国家科学院院士。

4. 1943年至1946年，登普斯特担任芝加哥大学冶金实验室（也称为“Met Lab”）的首席物理学家。该实验室与曼哈顿计划密切相关，旨在研究制造原子弹所需的材料。

5. 1946年，他加入了阿贡国家实验室，并担任一个部门主任职位。1950年3月11日，登普斯特在佛罗里达州斯图尔特市去世，享年63岁。

   
   

同位素比质谱设计先驱者    

     1918年， Dempster报告了一个更简单设计的电子轰击离子源质谱仪，与阿斯顿的质谱相比。登普斯特的质谱仪虽然不能用于精确的质量测量，但它比阿斯顿的质谱光谱仪更适合测量离子种类的相对丰度，并且适用于研究气体中的电子碰撞过程。因此，到了1920年，早期的仪器已经能够进行三种类型的测量：（a）精确的质量测定，（b）离子相对丰度的测量，和（c）电子碰撞研究。这是一种科学设备，允许物理学家通过样本中元素的质量来识别化合物，并确定样本中元素的同位素组成。登普斯特的质谱仪比之前的版本精确度高100倍以上，并确立了至今仍在使用的质谱仪的基本理论和设计。登普斯特在其职业生涯中的研究主要集中在质谱仪及其应用上，1935年他发现了铀同位素235U。这种同位素的特性使其能够引发迅速扩张的裂变核链反应，从而实现了原子弹和核能的开发。

图2. Dempster设计的180度磁扇质谱分析仪（Dempster's 180 degree magnetic sector mass analyzer.）

     1936年，与美国的肯尼斯·T·贝恩布里奇和奥地利的J.H.E.马托克合作，Dempster开发了一种双聚焦型质谱仪，用于测量原子核的质量，这是质谱仪技术的又一重要突破。Dempster几乎将他的整个职业生涯都专注于一个目标，那就是利用质谱技术发现化学元素的稳定同位素及其相对丰度。他的发现比任何人都多，仅次于质谱仪的发明者阿斯顿。在他的研究中，Dempster还发现了铀-235同位素，这是原子弹中关键的同位素之一。他的贡献在质谱学和原子物理学领域产生了深远影响。他的发明和研究成果使得同位素比质谱技术得到广泛应用，对核科学的发展和化学元素的研究做出了宝贵贡献。他的杰出成就将永远被人们铭记，并继续为科学界带来启示。

同位素比质谱（Isotope Ratio Mass Spectrometry，IRMS）

同位素比质谱历史可以追溯到1930年代。同位素的丰度测量可以追溯到20世纪早期。最早的同位素丰度测量工作始于1920年代，当时科学家们开始研究同位素的存在和性质。在1930年代，已经有了一些基本的同位素丰度测量结果，例如对氢、碳、氧等元素的同位素比例进行测量和研究。然而，真正系统性和精确的同位素丰度测量技术要到20世纪中期才逐渐发展。随着质谱仪等仪器的发展和技术的进步，同位素丰度测量变得更加精确和高效。同位素比质谱（IRMS）技术是在20世纪后半叶逐步成熟并广泛应用的。20世纪50年代，随着同位素地球化学的应用扩展。同位素比质谱同位素地球化学开始在地质学、地球科学、气候学和生物地球化学等领域得到广泛应用。通过同位素比质谱，科学家们能够准确测量各种元素的同位素比例，从而在地球科学、生物科学、地质学、环境科学等领域做出重要的发现和研究。在20世纪50-60年代，科学家开始利用质谱仪对天然同位素比例进行研究。最早广泛应用的同位素比率是碳的稳定同位素（如¹³C/¹²C），这为后来特定化合物同位素分析的发展奠定了基础。

1950年代至1960年代： 在20世纪50年代和60年代，科学家们开始将同位素比质谱技术引入地球科学和生物科学领域。他们开始利用同位素比质谱来研究地球化学过程和生物学过程中的同位素分馏效应。1960年代至今： 随着科学技术的发展和仪器设备的改进，同位素比质谱的应用范围不断扩大。在20世纪60年代，这项技术开始应用于环境科学，用于研究地球表面的水循环、生态系统和地球化学过程。从那时起，同位素比质谱成为环境科学和地球科学领域中不可或缺的工具。今天，同位素比质谱已经成为许多科学领域中最重要的分析技术之一。它广泛应用于地球科学、环境科学、生物科学、天体物理学、考古学等领域。通过测量同位素比值，科学家们能够了解地球和宇宙中许多关键过程的细节，为我们对自然界的理解提供了宝贵的信息。

参考资料：

1. Dempster, A. J. (April 1918). "A New Method of Positive Ray Analysis". Phys. Rev. 11 (4): 316–325. doi:10.1103/PhysRev.11.316.

2. Allison, Samuel K. (1952). "Arthur Jeffrey Dempster 1886–1950" (PDF). National Academy of Sciences.
   

3. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "Arthur Jeffrey Dempster". Encyclopedia Britannica, 7 Mar. 2023, https://www.britannica.com/biography/Arthur-Jeffrey-Dempster. Accessed 4 August 2023.

4. "Arthur Jeffrey Dempster." Wikipedia: The Free Encyclopedia. https://comf.ninja/wiki/Arthur_Jeffrey_Dempster