stringtranslate.com

Кислород-17

Кислород-17 ( 17 O ) — природный стабильный изотоп кислорода с низким содержанием (0,0373% в морской воде; примерно в два раза больше, чем дейтерия ).

Как единственный стабильный изотоп кислорода, обладающий ядерным спином (+5/2) и благоприятной характеристикой независимой от поля релаксации в жидкой воде, 17 O позволяет изучать ЯМР - пути окислительного метаболизма через соединения, содержащие 17 O (т.е. метаболически образующийся H 2 17 O вода путем окислительного фосфорилирования в митохондриях [3] ) в сильных магнитных полях.

Вода, используемая в качестве теплоносителя ядерного реактора , подвергается интенсивному потоку нейтронов . Природная вода начинается с 373 частей на миллион 17 O; Тяжелая вода изначально обогащается примерно до 550 ppm кислорода-17. Поток нейтронов медленно превращает 16 O в охлаждающей воде в 17 O путем захвата нейтронов , увеличивая его концентрацию. Поток нейтронов медленно преобразует 17 O (с гораздо большим поперечным сечением ) в охлаждающей воде в углерод-14 , нежелательный продукт, который может попасть в окружающую среду:

17 О (n,α) → 14 С

На некоторых предприятиях по удалению трития принято заменять кислород воды природным кислородом (в основном 16 O), чтобы получить дополнительную выгоду от снижения производства 14 C. [4] [5]

История

Впервые гипотеза об изотопе была выдвинута, а затем изображена Патриком Блэкеттом в лаборатории Резерфорда в 1925 году: [6]

О природе интегрированного ядра мало что можно сказать без дополнительных данных. Однако он должен иметь массу 17 и, при условии, что в процессе не приобретаются и не теряются другие ядерные электроны, атомный номер 8. Следовательно, он должен быть изотопом кислорода. Если оно стабильно, оно должно существовать на Земле.

—  Патрик Блэкетт

Это был продукт первой искусственной трансмутации 14 N и 4 He 2+ , проведенной Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом в 1917–1919 годах. [7] Его естественное содержание в атмосфере Земли позже было обнаружено в 1929 году Джауком и Джонсоном по спектрам поглощения. [8]

Рекомендации

  1. ^ Хофс, Йохен (1997). Геохимия стабильных изотопов . Спрингер Верлаг. ISBN 978-3-540-40227-5.
  2. ^ Блюнье, Томас; Брюс Барнетт; Майкл Л. Бендер; Мелисса Б. Хендрикс (2002). «Биологическая продуктивность кислорода за последние 60 000 лет по данным измерений тройных изотопов кислорода». Глобальные биогеохимические циклы . 6. 16 (3): 1029. Бибкод : 2002GBioC..16.1029B. дои : 10.1029/2001GB001460 .
  3. ^ Арай, Т.; С. Накао; К. Мори; К. Ишимори; И. Моришима; Т. Миядзава; Б. Фриц-Цирот (31 мая 1990 г.). «Утилизация кислорода в мозгу, анализируемая с помощью кислорода-17 и его ядерного магнитного резонанса». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 169 (1): 153–158. дои : 10.1016/0006-291X(90)91447-Z. ПМИД  2350339.
  4. ^ http://www.nrc.gov/docs/ML1016/ML101650129.pdf Оценка содержания углерода-14 в газообразных выбросах атомных электростанций; ЭПРИ; 10 июня 2010 г.
  5. ^ Компактная и недорогая установка по удалению трития для реакторов Candu-6; С.К. Суд, К. Фонг и К.М. Кальянам; Онтарио Гидро
  6. ^ Блэкетт, PMS (1925). «Выброс протонов из ядер азота, сфотографированный методом Вильсона». Труды Лондонского королевского общества . Серия А. 107 (742): 349–360. Бибкод : 1925RSPSA.107..349B. дои : 10.1098/rspa.1925.0029 .
  7. ^ Резерфорд, Эрнест (1919). «Столкновение альфа-частиц с легкими атомами IV. Аномальный эффект в азоте». Философский журнал . 6-я серия. 37 : 581–587. дои : 10.1080/14786440608635919.
  8. ^ Джаук, WF; Джонстон, Х.Л. (1929). «Изотоп кислорода массой 17 в атмосфере Земли». Варенье. хим. Соц . 51 (12): 3528–3534. дои : 10.1021/ja01387a004.