5微量元素与稳定同位素吉林大学课程中心.PPT

氧同位素数值的转换 同位素标准物质 对同位素标准物质的要求是： (1) 组成均一性质稳定； (2) 数量较多，以便长期使用； (3) 化学制备和同位素测量的手续简便； (4) 大致为天然同位素比值变化范围的中值，以便用于绝大多数样品的测定； (5) 可以做为世界范围的零点。 放射性同位素（Radioisotope ） 放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓“核衰变”。 放射性同位素在进行核衰变的时候，可放射出α射线、β射线、γ射线和 电子俘获等。核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，也不受元素所处 状态的影响，只和时间有关。 放射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表示。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一半时所需要的时间。如P(磷)－32的半衰期是14.3天，就是说，假使原来有100万个P(磷)－32 原子，经过14.3天后，只剩下50万个了。 碳的三种同位素 12C——98.9% 13C——1.19%——稳定同位素 14C——10-10%——放射性同位素 放射性同位素：凡是能够自发放出α、β、γ射线的同位素。 稳定同位素：不能自发衰变的同位素。 碳十四的形成 宇宙射线同地球大气发生作用产生中子 ——1940年，科夫（S.A.Korff） 热中子击中14N发生核反应生成14C ——1933年，库里（F.N.D.Kurie) 14C放射性元素，衰变为14N,同时放出β粒子 宇宙射线中的轰击大气中的氮原子，产生14C，同氧结合成14CO2进入大气圈。 14CO2 从大气中溶解进入地球的水圈。 14CO2通过光合作用被植物吸收成养料，动物又直接或间接地以植物为食,14C进入生物圈。 大量的碳以碳酸盐形式进入岩石圈 碳十四在自然界的循环 大气圈、水圈、生物圈是碳的3个循环交换库 沉积岩石圈 假定大气中碳十四的产生率几万年来恒定不变——匀速的产生和衰变之间达到平衡。 地球上各交换库中14C的放射性比重不随时间、地点、物质种类而改变。 样品一旦脱离交换体系后就处于封闭状态。其内部的14C就只能按衰变规律减少。 （二）碳十四测年原理 国际公认的14C测年起算点是1950年。 距今BP。 C. Renfrew, P. Pahn, 1991, Archaeology: Theories, Methods and Practics, Thames and Hudson Ltd, London 碳十四呈现指数衰减规律 N=N0e-λt —— 指数衰减规律 t为碳十四年代 λ衰变速率：描述放射性核变快慢的物理量 τ＝1/λ为碳十四平均寿命，为常数； N0为起始点样品中碳十四的量； N 为t 时刻（现在）样品中碳十四的量； t= 1/λ ln(N0/N)= τln(N0/N) 碳十四测年公式 碳十四同位素半衰期 半衰期T1/2:是放射性原子核数衰减到原来数目一半所需要的时间。 t=τln(N0/N) t=8267ln(N0/N) T1/2 ＝τln2 ，14C的半衰期5730 则τ=8267 关于14C的半衰期 5730（真实半衰期）——60年代初测定 5568（利比半衰期）——50年代初测定 两者相差1.029倍 5730：t=8267ln(N0/N)——我国 5568：t=8034ln(N0/N)——欧美 14C的初始浓度 N0 只要测出N即可代入公式计算出年龄 时空元定义为“始”和“端”，“始”是时间中不可再分割的最小单位，“端”是空间中不可再分割的最小单位。这样就形成了时空是连续无穷的，这连续无穷的时空又是由最小的单元所构成，在无穷中包含着有穷，在连续中包含着不连续的时空理论。 * 氢弹也被称作热核弹，是核武器的一种。主要利用氢的同位素（氘、氚）的聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏。 * 氧的同位素已知的有十二种,包括氧13至氧24,其中氧16、氧17和氧18三种属于稳定型,其他已知的同位素都带有放射性,其半衰期全部均少于三分钟。 * * 大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐，并被河流输送到海洋中，海水中接纳的碳酸盐和重碳酸盐含量是饱和的。新输入多少碳酸盐，便有等量的碳酸盐沉积下来。通过不同的成岩过程，又形成为石灰岩、白云石和碳质页岩。 在化学和物理作用（风化）下，这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。碳质岩石的破坏，在短时期内对循环的影响虽不大，但对几百万年中碳量的平衡却是重要的。 * Τ读作‘套” 微量元素与