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關(guān)于同位素氣體的這5個(gè)基本概念你一定要了解,快來(lái)漲知識(shí)吧

更新時(shí)間:2021-03-29      點(diǎn)擊次數(shù):2162

    5大有關(guān)同位素氣體的基本概念:

    1、同位素(Isotope)

    由于原子核所含有的中子數(shù)不同具有相同質(zhì)子數(shù)的原子具有不同的質(zhì)量,這些原子被稱(chēng)為同位素例如,碳的3個(gè)主要同位素分別為12C、13C和14C,它們都有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)電子,但中子數(shù)則分別為6、7和8

    2、穩(wěn)定同位素(Stableisotope)

    同位素可分為兩大類(lèi):放射性同位素(radioactiveisotope)和穩(wěn)定同位素(stableisotope)凡能自發(fā)地放出粒子并衰變?yōu)榱硪环N同位素者為放射性同位素,無(wú)可測(cè)放射性的同位素是穩(wěn)定同位素其中一部分是放射性同位素衰變的最終穩(wěn)定產(chǎn)物例如206Pb和87Sr等另一大部分是天然的穩(wěn)定同位素即自核合成以來(lái)就保持穩(wěn)定的同位素,例如12C和13C、18O和16O等與質(zhì)子相比,含有太多或太少中子均會(huì)導(dǎo)致同位素的不穩(wěn)定性,如14C這些不穩(wěn)定的"放射性同位素"將會(huì)衰變成穩(wěn)定同位素。

    3、同位素豐度(Isotopeabundance)

    ①豐度:指某一同位素在所有各種穩(wěn)定同位素總量中的相對(duì)份額,常以該同位素與1H(取1H=1012)或28Si(28Si=106)的比值表示這種豐度一般是由太陽(yáng)光譜和隕石的實(shí)測(cè)結(jié)果給出元素組成,結(jié)合各元素的同位素組成計(jì)算的

    ②相對(duì)豐度:指同一元素各同位素的相對(duì)含量例如12C=98.892%,13C=1.108%大多數(shù)元素由兩種或兩種以上同位素組成,少數(shù)元素為單同位素元素例如19F=100%

    4、R值和δ值

    一般定義同位素比值R為某一元素的重同位素原子豐度與輕同位素原子豐度之比.例如D/H、13C/12C、34S/32S等,由于輕元素在自然界中輕同位素的相對(duì)豐度很高,而重同位素的相對(duì)豐度都很低,R值就很低且冗長(zhǎng)繁瑣不便于比較,故在實(shí)際工作中通常采用樣品的δ值來(lái)表示樣品的同位素成分②樣品(sq)的同位素比值Rsq與一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(st)的同位素比值(Rst)比較。比較結(jié)果稱(chēng)為樣品的δ值其定義為:

    δ(‰)=(Rsq/Rst-1)×1000

    即樣品的同位素比值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)同位素比值的千分差

    5、同位素標(biāo)準(zhǔn)(Isotopestandard)

    δ值的大小顯然與所采用的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)所以在作同位素分析時(shí)首先要選擇合適的標(biāo)準(zhǔn),不同的樣品間的比較也必須采用同一標(biāo)準(zhǔn)才有意義對(duì)同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的一般要求是:

    (a)組成均一性質(zhì)穩(wěn)定;

    (b)數(shù)量較多以便長(zhǎng)期使用;

    (c)化學(xué)制備和同位素測(cè)量的手續(xù)簡(jiǎn)便;

    (d)大致為天然同位素比值變化范圍的中值便用于絕大多數(shù)樣品的測(cè)定;

    (e)可以做為世界范圍的零點(diǎn)。目前國(guó)際通用的同位素標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際原子能委員會(huì)(IAEA)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)頒布的其主要的分析標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)報(bào)道如下:

    (1)氫同位素:分析結(jié)果均以標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水(StandardMeanOceanWater,即SMOW)為標(biāo)準(zhǔn)報(bào)導(dǎo)這是一個(gè)假象的標(biāo)準(zhǔn),以它作為世界范圍比較的基點(diǎn),其D/HSMOW=(155.76±0.10)×10-6事實(shí)上并不存在SMOW這樣一種無(wú)知,它是根據(jù)NBS-1定義的NBS-1是由NBS分發(fā)的一個(gè)水樣,它是用Potome河水制成的蒸餾水,相對(duì)于SMOW,其氫同位素比值為:δDNBS-1=-47.6‰后來(lái)IAEA分發(fā)了兩個(gè)用作同位素標(biāo)準(zhǔn)的水樣V-SMOW和SLAP其氫同位素比值分別為δDVSMOW=0‰;δDSLAP=-428‰

    (2)碳同位素:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為美國(guó)南卡羅來(lái)納州白堊紀(jì)皮狄組層位中的擬箭石化石(PeedeeBelemnite即PDB),其13C/12C=(11237.2±90)×10-6定義其δ13C=0‰

    (3)氧同位素:大部分氧同位素分析結(jié)果均以SMOW標(biāo)準(zhǔn)報(bào)導(dǎo),它是根據(jù)水樣NBS-1定義的,18O/16OSMOW=(2005.2±0.43)×10-6,17O/16OSMOW=(373±15)×10-6;而在碳酸鹽樣品氧同位素分析中則經(jīng)常采用PDB標(biāo)準(zhǔn),其18O/16O=2067.1×10-6,它與SMOW標(biāo)準(zhǔn)之間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系相對(duì)于SMOWNBS-1的樣同位素比值為:δ18ONBS-1=-7.94‰兩個(gè)IAEA標(biāo)準(zhǔn)水樣VSMOW和SLAP的氧同位素比值分別為:

    δ18OVSMOW=0‰;δ18OSLAP=-55.50‰

    (4)硫同位素:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選用CanyonDiablo鐵隕石中的隕硫鐵(Troilite),簡(jiǎn)稱(chēng)CDT34S/32SCDT=0.0450045±93,定義CDT的δ34S=0‰

    (5)氮同位素:選空氣中氮?dú)鉃闃?biāo)準(zhǔn)15N/14N=(3.676.5±8.1)×10-6,定義其δ15N=0‰

    (6)硅同位素:硅同位素組成常以30Si/28Si比值表示,標(biāo)準(zhǔn)是石英砂NBS-28,定義其δ30Si=0‰

    (7)硼同位素:采用SRM951硼酸做為標(biāo)準(zhǔn),NBS推薦的11B/10B比值為4.04362±0.00137

    定義其δ11B=0‰
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