Естественное изобилие
В физике как естественное изобилие (NA) относится к изобилию изотопов , химического элемента естественно обнаружено на планете . Относительная атомная масса (средневзвешенная, взвешенная по показателям численности моли ) этих изотопов, является атомным весом, перечисленным для элемента в периодической таблице . Обилие изотопа варьируется от планеты к планете и даже от места на место на земле, но остается относительно постоянной во времени (в краткосрочной масштабе).
Например, уран имеет три природных изотопа : 238 В, 235 U, и 234 U. Их соответствующая численность натурального моля составляет 99,2739–99,2752%, 0,7198–0,7202%и 0,0050–0,0059%. [ 1 ] Например, если было проанализировано 100 000 атомов урана, можно было бы найти приблизительно 99 274 238 Атомы U, приблизительно 720 235 Атомы U, и очень немногие (скорее всего 5 или 6) 234 U Атомы. Это потому, что 238 Ты гораздо более стабилен, чем 235 U или 234 U, как раскрывает период полураспада каждого изотопа: 4,468 × 10 9 лет для 238 U по сравнению с 7,038 × 10 8 лет для 235 U и 245 500 лет для 234 В.
Точно потому, что различные изотопы урана имеют разные периоды полураспада, когда земля была моложе, изотопный состав урана был другой. В качестве примера, 1,7 × 10 9 Несколько лет назад 235 U составлял 3,1% по сравнению с сегодняшними 0,7%, и это позволило естественным реактором ядерного деления образоваться , что не может произойти сегодня.
Тем не менее, естественное изобилие данного изотопа также влияет вероятность его создания в нуклеосинтезе (как в случае самария ; радиоактивность 147 SM и 148 SM гораздо более распространены, чем стабильные 144 SM) и путем производства данного изотопа как дочери естественных радиоактивных изотопов (как в случае радиогенных изотопов свинца ).
Отклонения от естественной изобилии
[ редактировать ]В настоящее время известно из изучения солнца и примитивных метеоритов, что солнечная система была первоначально почти гомогенной в изотопном составе. Отклонения от (развивающегося) среднего значения галактического, местного отбора, в то время, когда началось ядерное сжигание Солнца, обычно можно учитывать с помощью массового фракционирования (см. Статью о независимом массовом фракционировании ) плюс ограниченное количество процессов распада ядерного распада и трансмутации. [ 2 ] Существуют также доказательства инъекции недолговечных (ныне-устойчивых) изотопов от ближайшего взрыва сверхновой, которые могли вызвать коллапс солнечной туманности. [ 3 ] Следовательно, отклонения от естественного численности на Земле часто измеряются в частях на тысячу ( на мель или ‰), потому что они составляют менее одного процента (%).
Исключение из этого лежит с преполярными зернами, обнаруженными в примитивных метеоритах. Эти маленькие зерна конденсировались в оттоках эволюционных («умирающих») звезд и избежали процессов смешивания и гомогенизации в межзвездной среде и солнечного аккреционного диска (также известного как солнечная туманность или протопланетический диск). [ 4 ] [ нужно разъяснения ] Как звездные конденсаты («Stardust»), эти зерна несут изотопные подписи специфических процессов нуклеосинтеза, в которых были сделаны их элементы. [ 5 ] В этих материалах отклонения от «естественного численности» иногда измеряются по факторам 100. [ Цитация необходима ] [ 4 ]
Естественное изотоп численность некоторых элементов
[ редактировать ]Следующая таблица дает распределения наземных изотопов для некоторых элементов. Некоторые элементы, такие как фосфор и фтор , существуют только в виде единого изотопа, с естественным содержанием 100%.
| Изотоп | % nat избыток | атомная масса |
|---|---|---|
| 1 ЧАС | 99.985 | 1.007825 |
| 2 ЧАС | 0.015 | 2.0140 |
| 12 В | 98.89 | 12 (ранее по определению) |
| 13 В | 1.11 | 13.00335 |
| 14 Не | 99.64 | 14.00307 |
| 15 Не | 0.36 | 15.00011 |
| 16 А | 99.76 | 15.99491 |
| 17 А | 0.04 | 16.99913 |
| 18 А | 0.2 | 17.99916 |
| 28 И | 92.23 | 27.97693 |
| 29 И | 4.67 | 28.97649 |
| 30 И | 3.10 | 29.97376 |
| 32 С | 95.0 | 31.97207 |
| 33 С | 0.76 | 32.97146 |
| 34 С | 4.22 | 33.96786 |
| 35 Калькуляция | 75.77 | 34.96885 |
| 37 Калькуляция | 24.23 | 36.96590 |
| 79 Бренд | 50.69 | 78.9183 |
| 81 Бренд | 49.31 | 80.9163 |
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Изотопы урана» . Globalsecurity.org . Получено 14 марта 2012 года .
- ^ Клейтон, Роберт Н. (1978). «Изотопные аномалии в ранней солнечной системе». Ежегодный обзор ядерной и частиц . 28 : 501–522. Bibcode : 1978888.28..501c . doi : 10.1146/annurev.ns.28.120178.002441 .
- ^ Зиннер, Эрнст (2003). «Изотопный взгляд на раннюю солнечную систему» . Наука . 300 (5617): 265–267. doi : 10.1126/science.1080300 . PMID 12690180 . S2CID 118638578 .
- ^ Jump up to: а беременный Андерс, Эдвард; Зиннер, Эрнст (1993). «Межзвездные зерна в примитивных метеоритах: алмаз, кремниевый карбид и графит» . Метеоритика . 28 (4): 490–514. Bibcode : 1993metic..28..490a . doi : 10.1111/j.1945-5100.1993.tb00274.x .
- ^ Зиннер, Эрнст (1998). «Звездный нуклеосинтез и изотопный состав преполярных зерен из примитивных метеоритов». Ежегодный обзор земли и планетарных наук . 26 : 147–188. Bibcode : 1998areps..26..147Z . doi : 10.1146/annurev.earth.26.1.147 .
- ^ Lide, Dr, ed. (2002). Справочник по химии и физике CRC (83 -е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0483-0 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Интерактивная таблица проекта Isotopes Berkeley Isotopes (архив 2015 г.)
- Точные массы элементов и изотопных численности , научные услуги инструментов
- Инструменты для расчета изотопного распределения с низким и высоким разрешением (Archived 2011)