博九彩票官网

 
 
 
 

稳定同位素

  地球上已发现的稳定同位素共274种,原子序数在84以上的元素的同位素都是放射性同位素。常用的有34种,已实现规模生产的稳定同位素及化合物有235U、重水、6Li、10B。

  是重要的核工业材料或作示踪原子。含稳定同位素最多的元素是锡,它有10种稳定同位素。在分析中应用于光谱分析,核磁共振分析,密度分析,气相色谱分析,质谱分析,中子活化分析,红外光谱分析,气相色谱-质谱分析,稀释分析等。

  2特点

  某元素中不发生或极不易发生放射性衰变的同位素。1913年J.J.汤姆孙和F.W.阿斯顿用磁分析器发

  稳定同位素

  稳定同位素

  现天然氖是由质量数为20和22的两种同位素所组成,第一次发现了稳定同位素。1919年阿斯顿制成质谱仪(见质谱法),并在71种元素中发现了 202种核素,绝大多数是稳定的;后来又利用光谱等方法发现了氧、氮等元素的稳定同位素。已知有81种元素有稳定同位素,稳定核素的总数为274种(包括半衰期>1015年的放射性核素)。

  稳定性

  通常以原子核的比结合能(每个核子的平均结合能)ε=EB/A作为稳定性的量度;EB为核的结合能,A为核子数。ε越大,体系的能量越低,也就越稳定。

  自然界中,质子数Z的稳定范围在1~83,例外的是没有Z=43、61的稳定核素。A的稳定范围在1~209, 但没有A=5、8的稳定核素。中子数N的稳定范围在0~126,其中没有N=19、21、35、39、45、61、71、89、115、123的稳定核素。

  将自然界存在的核素以N(N=A-Z)为纵坐标,Z为横坐标作图(图1),可见核素分布在一条很窄的带上。在轻核部分,中子数与质子数相等或非常接近,当Z>20,即从钙以后,N>Z,窄带明显的偏离N=Z的直线而向上发散,至Z=83,中质比为 1.52,以后就没有稳定核素。这说明核的稳定性与中质比值有关,稳定核素的中子数和质子数有近似的对称关系,而在稳定带以外的核都是放射性的。这就是核稳定性的对称规则。

  核素的稳定性还与核子数的偶奇性有密切联系。Z为偶数的元素比Z为奇数的元素有多得多的稳定同位素,而且偶Z和偶N的占大多数。事实上,奇Z的元素最多只有两个稳定同位素,而且它们几乎常是偶N的。对Z为偶数的元素,除元素铍(Z=4)外,至少有2个稳定同位素,最多如元素锡,达到10个稳定同位素,而其中偶Z和奇N的核除锡有三个外,一般只有一个或两个稳定同位素。这就是核稳定性的偶-奇规则,也即奥多-哈金斯规则。

  组成

  元素的同位素组成常用同位素丰度表示,同位素丰度是指一种元素的同位素混合物中,某特定同位素的原子数与该元素的总原子数之比。在天然物质中,甚至从地球外来的像陨石之类的物质中,大多数元素,特别是较重元素的同位素组成具有明显的恒定性。但由于在自然条件下进行的多种物理、化学和生物等作用,对于同位素,特别是轻元素的同位素起着不断的分离作用;另外,放射性衰变或诱发核反应,使某些元素的同位素还在继续产生或消灭。因而,随样品来源环境的变迁,使元素的同位素组成又在某一范围内涨落。一般,水中氢的氘含量,雪水的较小,河水比海水的低,而内陆盐湖、油田水及死海水等则比海水的要高。大气中氧的氧18含量比地表淡水中的高。甚至像硫那样稍重的元素中,硫34与硫32比值的变化也高至 7%。又如元素铅的稳定同位素中,铅206、铅207和铅208分别产生于铀、锕和钍三个放射性衰变系,所以铀矿中铅的相对质量(206.1)不同于钍矿中铅的相对质量(207.8)。氦同位素组成的变化也是很大的,大气中的氦3与氦4的相对含量比天然气中大一个数量级或更多,这是由于前者是核反应的产物。

  在Z小于28的元素中,往往有一种同位素在丰度上占绝对优势,而其余同位素丰度很低。在Z为28以后,同位素的丰度趋向均匀。Z为偶数的元素中,丰度最大的同位素是偶N的,最轻和最重的稳定同位素也是偶N的,且偶N的同位素丰度总和占70%以上,而奇N的同位素丰度总和却不超过30%。

  绝对丰度是指地球上各元素或核素存在的数量比,也称元素丰度,对宇宙而言叫宇宙丰度(实际是指人们观测到的那部分宇宙);一般定硅的丰度为 106作基准,后来改用以氢的丰度为 1012作基准。元素或核素的绝对丰度对Z或A的曲线叫分布曲线,如图2所示。由图可见,元素的丰度随Z的增长而急剧下降, 从Z=1至Z=50,下降近10个数量级;而对于Z 较高的元素,下降较缓慢,最多为3个数量级。还可看出,Z为偶数的元素丰度普遍大于Z为奇数的元素丰度,地球和陨石物质 90%以上是由Z为偶数的元素构成。另外,从同位素在地壳中分布的数据可知,分布最广的稳定同位素是偶Z和偶N的同位素。在研究核稳定性和核素分布情况时还发现,中子或质子数为2、8、20、28、50、82和 126等的原子核具有特殊的稳定性和较大的丰度,这些数值叫做幻数,元素丰度图上的高峰处一般就为幻数核。

  研究元素的同位素组成有很大的理论意义,元素的同位素组成是极为稳定的,对原子核原始形成过程的研究,这是个罕有的定量证据。

 
 
上一页 目录页 下一页  
从事13C、15N、18O、22Ne等稳定性同位素的分离技术研究、标记化合物合成、同位素分析测试技术研究、同位素产品生产及推广应用!
 

我国第一个开放式稳定性同位素研究开发机构(/),是依托于上海化工研究院,集产、学、研、贸于一体,按市场经济规律并结合研发工作特点运作的非法人实体。

友情链接:金沙彩票平台  98彩票网  鸿利彩票平台  顺发彩票网  重庆幸运农场  环球彩票  重庆幸运农场官网  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!