Кислород-18
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2009 г. ) |
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 18 ТО |
| Имена | кислород-18, 18О, О-18, Ом, Тяжелый кислород |
| Протоны ( С ) | 8 |
| Нейтроны ( Н ) | 10 |
| Данные о нуклидах | |
| Природное изобилие | 0.2% |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | стабильный |
| масса изотопа | 17,9991610 Да |
| Вращаться | 0 |
| Изотопы кислорода Полная таблица нуклидов | |
Кислород-18 ( 18
О , о [1] ) — природный стабильный изотоп кислорода среды и один из изотопов окружающей .
18
O является важным предшественником для производства фтордезоксиглюкозы (ФДГ), используемой в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Обычно в радиофармацевтической промышленности обогащенная вода ( H
2 Ом ) бомбардируется ионами водорода либо в циклотроне , либо в линейном ускорителе , производя фтор-18 . Затем его синтезируют в ФДГ и вводят пациенту. Его также можно использовать для получения чрезвычайно тяжелой версии воды в сочетании с тритием ( водородом -3): 3
ЧАС
2 18
О или Т
2 Ом . Это соединение имеет плотность почти на 30% большую, чем плотность природной воды. [2]
Точные измерения 18
О полагаться на надлежащие процедуры анализа, подготовки и хранения проб. [3]
Палеоклиматология [ править ]
В ледяных кернах, преимущественно арктических и антарктических , соотношение 18
Вот и все 16
O (известный как δ 18
О ) можно использовать для определения температуры осадков во времени. Предполагая, что атмосферная циркуляция и высота над полюсами существенно не изменились, температуру образования льда можно рассчитать как равновесное фракционирование между фазами воды, известное для разных температур. Молекулы воды также подвергаются фракционированию Рэлея. [4] поскольку атмосферная вода движется от экватора к полюсу, что приводит к постепенному истощению 18
O или ниже δ 18
О значения. В 1950-х годах Гарольд Юри провел эксперимент, в ходе которого смешал в бочке обычную воду и воду с кислородом-18, а затем частично заморозил ее содержимое.
Соотношение 18
О / 16
О (д 18
O ) также может быть использован для определения палеотермометрии в некоторых типах окаменелостей. Рассматриваемые окаменелости должны демонстрировать прогрессивный рост животного или растения, которое представляет собой ископаемое. Используемый ископаемый материал обычно представляет собой кальцит или арагонит , однако изотопная палеотермометрия кислорода также проводилась для фосфатных окаменелостей с использованием SHRIMP . [5] Например, сезонные колебания температуры можно определить по единственной морской раковине гребешка . По мере роста гребешка на поверхности раковины появляется расширение. Каждую полосу роста можно измерить, и для определения вероятной температуры морской воды по сравнению с каждым ростом используется расчет. Уравнение для этого:
Где T — температура в градусах Цельсия, а A и B — константы.
Для определения температуры океана в течение геологического времени необходимо измерить несколько окаменелостей одного и того же вида в разных стратиграфических слоях , и разница между ними будет указывать на долгосрочные изменения. [6]
Физиология растений [ править ]
При изучении фотодыхания растений маркировка атмосферы кислородом-18 позволяет измерить поглощение кислорода путем фотодыхания. Маркировка по 18
ТО
2 дает однонаправленный поток O
2 поглощение, при этом имеется чистый фотосинтез 16
ТО
2 эволюция. Было показано, что в доиндустриальной атмосфере большинство растений реабсорбируют посредством фотодыхания половину кислорода, образующегося при фотосинтезе . Затем выход фотосинтеза сократился вдвое из-за присутствия кислорода в атмосфере. [7] [8]
18 F производство [ править ]
Фтор-18 обычно получают облучением 18 О-обогащенная вода (H 2 18 высокой энергии (около 18 МэВ ), О) с протонами приготовленными в циклотроне или линейном ускорителе , с получением водного раствора 18 F фторид. Этот раствор затем используется для быстрого синтеза меченой молекулы, часто с заменой атома фтора на гидроксильную группу. Меченые молекулы или радиофармпрепараты необходимо синтезировать после получения радиофтора, поскольку излучение протонов высокой энергии может разрушить молекулы.
Большие количества воды, обогащенной кислородом-18, используются в центрах позитронно-эмиссионной томографии , для производства на месте 18 F-меченная флудезоксиглюкоза (ФДГ).
Пример производственного цикла — 90-минутное облучение 2 миллилитров 18 Обогащенная кислородом вода в титановой ячейке через окно толщиной 25 мкм из Хавар ( сплав кобальта фольги ) с пучком протонов с энергией 17,5 МэВ и током пучка 30 микроампер .
Облученная вода должна быть очищена перед повторным облучением от органических загрязнений, следов трития, образующегося при облучении. 18 О(р,т) 16 O, и ионы выщелачивались из ячейки-мишени и распылялись из фольги Хавара. [9]
См. также [ править ]
- Вилли Дансгаард – палеоклиматолог
- Изотопы кислорода
- Палеотермометрия
- Паштет из фуа-гра (рассказ)
- Δ18О
- Глобальная линия метеорной воды
Ссылки [ править ]
- ^ Часовня, Джозеф Э.; Аревало, Хавьер Родригес; Каштан, Сильвин Каштан; Тейжейро, Мария Фейт Диас; Морали, Рут Санчес; Диас, Хавьер Эредиа (19 сентября 2012 г.). «Картирование кислорода-18 в метеорных осадках над полуостровом Испанией с использованием геостатистических инструментов» (PDF) . cedex.com . Валенсия, Испания: Девятая конференция по геостатистике для экологических приложений . Получено мая 8 ,
- ^ Полинг, Лайнус (1988). «12-7. Тяжелая вода» . Общая химия (3-е изд.). Дувр. п. 438 . ISBN 978-0-486-65622-9 .
- ^ Цанг, Мань-Инь; Яо, Вэйци; Це, Кевин (2020). Ким, Иль-Нам (ред.). «Окисленные серебряные чашки могут исказить результаты определения изотопов кислорода в небольших образцах» . Экспериментальные результаты . 1 : е12. дои : 10.1017/exp.2020.15 . ISSN 2516-712X .
- ^ Кендалл, К.; Колдуэлл, Э.А. (1998). «Глава 2: Основы изотопной геохимии» . Изотопные индикаторы в гидрологии водосборных бассейнов . Elsevier Science BV, Амстердам.
- ^ Троттер, Дж.А.; Уильямс, Исландия; Барнс, Чехия; Лекюйер, К.; Николл, РС (2008). «Спровоцировало ли похолодание океанов ордовикское биоразнообразие? Данные термометрии конодонтов». Наука . 321 (5888): 550–4. Бибкод : 2008Sci...321..550T . дои : 10.1126/science.1155814 . ПМИД 18653889 . S2CID 28224399 .
- ^ Кендалл, К.; Макдоннелл, Джей-Джей (1998). Изотопные индикаторы в гидрологии водосборных бассейнов . Elsevier Science BV, Амстердам.
- ^ Жербо А., Андре М. (ноябрь 1979 г.). «Фотосинтез и фотодыхание у цельных растений пшеницы» . Физиол растений . 64 (5): 735–8. дои : 10.1104/стр.64.5.735 . ПМЦ 543347 . ПМИД 16661044 .
- ^ Канвин Д.Т., Берри Дж.А., Бэджер М.Р., Фок Х., Осмонд С.Б. (август 1980 г.). «Кислородный обмен в листьях на свету» . Физиол растений . 66 (2): 302–7. дои : 10.1104/стр.66.2.302 . ПМК 440587 . ПМИД 16661426 .
- ^ «Обогащенная вода-H 2 18 O очистка для повседневного использования 18 Производство ФДГ» (PDF) . www.iaea.org . Проверено 20 мая 2024 г.