Кислород-17
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 17 ТО |
| Имена | кислород-17, 17О, О-17 |
| Протоны ( С ) | 8 |
| Нейтроны ( Н ) | 9 |
| Данные о нуклидах | |
| Природное изобилие | 0,0373% СМОУ [1] 0,0377421% (атмосфера [2] ) |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | стабильный |
| масса изотопа | 16,9991315 Да |
| Вращаться | +5/2 |
| Избыточная энергия | −809 кэВ |
| Энергия связи | 131 763 кэВ |
| Изотопы кислорода Полная таблица нуклидов | |
Кислород-17 ( 17 O ) — малочисленный природный стабильный изотоп кислорода (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 проводить ЯМР-исследования путей окислительного метаболизма через соединения, содержащие 17 O (т.е. образующийся метаболически 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 ppm 17 О; тяжелая вода изначально обогащается примерно до 550 ppm кислорода-17. Поток нейтронов медленно преобразуется 16 O в охлаждающей воде 17 O путем захвата нейтронов , увеличивая его концентрацию. Поток нейтронов медленно преобразуется 17 O (с гораздо большим поперечным сечением ) в охлаждающей воде до углерода-14 , нежелательного продукта, который может попасть в окружающую среду:
- 17 О (n,α) → 14 С
На некоторых установках по удалению трития принято заменять кислород воды природным кислородом (в основном 16 O) чтобы получить дополнительную выгоду от снижения 14 Производство С. [4] [5]
История [ править ]
Гипотеза об изотопе была впервые 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.
Это был продукт первой трансмутации искусственной 14 Н и 4 Он 2+ под руководством Фредерика Содди и Эрнеста Резерфорда в 1917–1919 годах. [7] Его естественное содержание в атмосфере Земли позже было обнаружено в 1929 году Джауком и Джонсоном по спектрам поглощения. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ Хуфс, Йохен (1997). Геохимия стабильных изотопов . Спрингер Верлаг. ISBN 978-3-540-40227-5 .
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ http://www.nrc.gov/docs/ML1016/ML101650129.pdf Оценка содержания углерода-14 в газообразных выбросах атомных электростанций; ЭПРИ; 10 июня 2010 г.
- ^ Компактная и недорогая установка по удалению трития для реакторов Candu-6; С.К. Суд, К. Фонг и К.М. Кальянам; Онтарио Гидро
- ^ Блэкетт, ПМС (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 .
- ^ 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 .
- ^ Джауке, ВФ; Джонстон, Х.Л. (1929). «Изотоп кислорода массой 17 в атмосфере Земли». Дж. Ам. хим. Соц . 51 (12): 3528–3534. дои : 10.1021/ja01387a004 .