stringtranslate.com

Кислород-17

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

Будучи единственным стабильным изотопом кислорода, обладающим ядерным спином (+5/2) и благоприятной характеристикой релаксации, независимой от поля, в жидкой воде, 17 O позволяет проводить ЯМР-исследования окислительных метаболических путей через соединения, содержащие 17 O (т.е. метаболически полученную воду H 2 17 O путем окислительного фосфорилирования в митохондриях [3] ) в сильных магнитных полях.

Вода, используемая в качестве теплоносителя ядерного реактора, подвергается интенсивному потоку нейтронов . Природная вода изначально содержит 373 ppm 17 O; тяжелая вода изначально обогащена примерно до 550 ppm кислорода-17. Поток нейтронов медленно преобразует 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 (н,α) → 14 С

Некоторые предприятия по удалению трития стремятся заменить кислород воды природным кислородом (в основном 16 O), чтобы получить дополнительное преимущество в виде снижения образования 14 C. [4] [5]

История

Впервые гипотеза об этом изотопе была выдвинута, а затем и получена его изображением Патриком Блэкеттом в лаборатории Резерфорда в 1925 году: [6]

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

—  Патрик Блэкетт

Он был продуктом 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 было позднее обнаружено в 1929 году Джиоком и Джонсоном в спектрах поглощения. [8]

Ссылки

  1. ^ Hoefs, Jochen (1997). Геохимия стабильных изотопов . Springer Verlag. ISBN 978-3-540-40227-5.
  2. ^ Blunier, Thomas; Bruce Barnett; Michael L. Bender; Melissa B. Hendricks (2002). "Биологическая продуктивность кислорода за последние 60 000 лет по данным измерений тройного изотопа кислорода". Global Biogeochemical Cycles . 6. 16 (3): 1029. Bibcode : 2002GBioC..16.1029B. doi : 10.1029/2001GB001460 .
  3. ^ Араи, Т.; С. Накао; К. Мори; К. Ишимори; И. Моришима; Т. Миядзава; Б. Фриц-Циерот (31 мая 1990 г.). «Утилизация кислорода мозгом, проанализированная с помощью кислорода-17 и его ядерного магнитного резонанса». Biochem. Biophys. Res. Commun . 169 (1): 153–158. doi :10.1016/0006-291X(90)91447-Z. PMID  2350339.
  4. ^ http://www.nrc.gov/docs/ML1016/ML101650129.pdf Оценка содержания углерода-14 в газообразных выбросах атомных электростанций; EPRI; 10 июня 2010 г.
  5. ^ Компактная, недорогая установка по удалению трития для реакторов Candu-6; SK Sood, C. Fong и KM Kalyanam; Ontario Hydro
  6. ^ Блэкетт, П. М. С. (1925). «Выброс протонов из ядер азота, сфотографированный методом Вильсона». Труды Лондонского королевского общества . Серия A. 107 (742): 349–360. Bibcode : 1925RSPSA.107..349B. doi : 10.1098/rspa.1925.0029 .
  7. ^ Резерфорд, Эрнест (1919). «Столкновение альфа-частиц с легкими атомами IV. Аномальный эффект в азоте». Philosophical Magazine . 6-я серия. 37 : 581–587. doi :10.1080/14786440608635919.
  8. ^ Giauque, WF; Johnston, HL (1929). «Изотоп кислорода, масса 17, в атмосфере Земли». J. Am. Chem. Soc . 51 (12): 3528–3534. doi :10.1021/ja01387a004.