Ⅰ 氘的測定
金屬鋅還原———質譜法
方法提要
在400~420℃溫度下,金屬鋅將水中氫還原為氫氣。所得氫氣在低溫(液氮)下被活性炭吸附後,再升溫至室溫,放出氫氣並轉移到氣樣管中。在質譜計上測定D/H比值,進而得出δD值。
本法適用於微升量級水樣中氘的測定。對於溶解性總固體高的水樣,必須預先進行真空蒸餾以消除鹽分對測定結果的影響。
儀器和裝置
氣體質譜計。
質譜氣樣制備裝置(圖83.2)。
圖83.2 鋅還原法制氫裝置示意圖
試劑
金屬鋅蜂窩狀無砷鋅粒。
液氮。
活性炭。
分析步驟
1)氣樣的制備。將制樣系統(圖83.2)抽真空至10-2Pa。加熱絲加熱到100℃,鋅反應爐加熱到400℃。
關閉活塞1和3,在冷阱A9處套上液氮杯,用微量注射器從進樣口8注入4.0mL水樣(或標樣)。水樣被迅速冷凍到冷阱A9中。5min後關閉活塞2。
打開活塞1,抽真空1min,抽去進樣時帶入的雜氣。關閉活塞1。
將液氮杯移至冷阱B11,加熱冷阱A9,使水樣汽化並進入鋅反應爐10中。水蒸氣在400℃下與金屬鋅反應生成氫氣。未反應的水被冷凍到冷阱B11中。5min後,再將冷阱B11的液氮杯移到冷阱A9上,加熱冷阱B11,使未反應的水再次進入反應爐10中與鋅反應。如此重復以上操作,直到水樣完全反應。一般需30min。
關閉活塞4、5,在活性炭吸收爐12上套上液氮杯,打開活塞3,使生成的氫氣在低溫下被活性炭吸收,7min後,打開活塞4,用熱偶真空計檢查真空回收度,藉以估計產率。關閉活塞3、4、6,打開活塞5,移去液氮杯,加熱活性炭吸收爐12至室溫,使氫氣擴散到氣樣管13中。平衡10min,關閉活塞5和氣樣管活塞15。取下氣樣管13送質譜計測定。
2)質譜測定。將制備好的標准和水樣的氫氣樣輸入質譜計測定D/H值,並得到經過3H校正的δD值。
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
質譜計輸出的δD值即為測試結果。如果測試中所用的標准不是國際通用標准(V-SMOWδD=0‰),而是實驗室工作標准時,則還應換算成對SMOW的δD值。
注意事項
1)此法制樣成敗的關鍵在於水樣要100%的轉化,即使有極少量的水樣未完全反應也不能得到滿的A結果。
2)鋅反應爐的溫度必須控制在400~420℃,溫度過高,鋅被熔化而堵塞反應爐中間的毛細管,使實驗失敗;溫度過低,則反應不完全。
3)活性炭使用前要加熱脫氣。
4)氫氣的精確產率,可用壓力計測量。
Ⅱ 地表徑流的氘過量參數
絕大多數地表水體源於大氣降水,它們的氘過量參數接近於大氣降水的平均值。但是,在一些環境和氣候條件特別的地區,由於後期的蒸發、混合作用,常常使一些地表水體(湖水、地表徑流)的d和氚含量值改變得面目全非。
不同季節高原高山冰雪的溶融,也可以明顯影響徑流水的同位素組成及氘過量參數的變化。尹觀、倪師軍、范曉等(2003)根據四川稻城徑流、溫泉水的同位素資料,結合當地的自然背景及氣候條件,著重就冰雪部分溶融過程中的同位素效應及氘過量參數演化特點做過研究,發現當地水體的同位素組成和d、T值有以下特點:區內水體的同位素組成變化范圍為:δD,-131.2‰~-162.1‰,絕大多數集中在-140‰~-155‰之間;δ18O,-22.79‰~-17.37‰,主要集中在-20附近,反映了高原高山的氣候特點。水體的氫、氧同位素組成季節性變化明顯,夏季低,冬季高,與正常大氣降水的規律相悖,存在明顯的反季節性效應。氘過量參數值(d):0.54~24.56;氚含量(T):5~37.4TU;各采樣點水的氘過量參數值(d)和氚含量(T)隨不同季節呈正相關變化,其主要趨勢是夏季低、冬季高。
研究認為,水體同位素組成的變化實際上是依存於環境變化的一種綜合性反應。四川稻城地處雪域高原,高山終年積雪,現代冰川常見於山巔。冬季高山冰雪封凍,地表徑流和溫泉的補給以淺層存儲的地下水為主;夏季部分冰雪溶融,導致地表徑流和溫泉以雪溶水占絕對優勢。在夏季,山峰上的冰川和積雪,經過部分溶融過程的同位素分餾,使其雪溶水的同位素組成貧化和含氚量甚少。這樣的同位素效應是導致當地水體的同位素組成與大氣降水呈反季節性變化的根本原因。
冰雪部分溶融過程中的同位素分餾已有實驗證實,H.Moser(1980)依據溶雪量占總雪量的分數對應於雪溶水的δD實驗,揭示出部分冰雪溶融過程中存在明顯的同位素分餾,雪溶水中明顯富輕同位素,且其相對溶雪量與雪溶水的同位素組成之間呈正相關變化。冰雪部分溶融過程中的同位素效應主要表現為動力同位素分餾。
在常溫條件下,部分冰雪溶融過程中,由於H216O分子的活動性較強,優先轉入雪(水)溶水中,所以在液相中富集輕同位素(H216O)水分子,故而冰雪的部分溶融,可以導致明顯的動力同位素分餾。其分餾程度的大小與溫度有關。在不同溫度條件下,由部分固相轉變為液相過程中,各種H、D和16O、17O、18O組成的同位素水分子在液相中數量的富集程度存在差異,造成其組成的比例很不一致。在冰雪的部分溶融中,低溫條件下的氫、氧同位素分餾最大,隨著溫度的升高,溶解速度加快,其分餾程度逐步降低。氘過量參數值(d)在水的不同相變過程中的變化,實質上是與不同環境溫度條件下的溶解速度所產生的同位素分餾程度有關。因此,氘過量參數值(d)有可能成為冰雪部分溶融過程中溶融速度的一個有意義的相對量度值。
由氚組成的水分子之間的氫鍵結合力最強,質量數較大,在自然界的溫度條件下,部分冰雪溶融過程中,TH16O分子比H216O分子更難轉為液相,所以冰雪溶融水一般貧氚。
實際上,自然界的情況要復雜得多,在不同地域、不同地段內,徑流和淺層含水層所接收冰雪溶融水的數量也存在著差異,導致其氘過量參數值和氚含量的不同。夏季d和T明顯變低,意味著夏季溫度高,溶雪水在地表徑流和溫泉中占優勢。不同采樣點水的d和T值的差異,更大程度上取決於溶雪水和淺層地下水的混合比。冬季則相反,冰雪部分溶融的影響降至最低。
此外,夏季地表徑流和溫泉水的δD、δ18O相對低,其原因有二:一是高山雪本身的同位素組成就很低;二是雪降落以後又經歷了部分融溶的同位素分餾過程,雪溶水的同位素組成進一步貧化。兩者疊加,使得夏季地表徑流和溫泉水的δD、δ18O變得比冬季水還低。另一方面,夏季地表徑流和溫泉水的d和T值明顯比冬季低,說明夏季高山氣溫相對升高,冰和雪的溶融速度加快,在地表徑流和溫泉水中冰和雪溶水的相對比例大大增高,其同位素組成顯示出高山冰雪溶融水的特點。冬季則相反,高山冰雪溶融水顯著減少,當地地下水的比例相對增大,徑流和溫泉水主要反映了當地地下水的特徵,水相對富重同位素,d和T值相對升高。對於一些海洋性氣候區冰川退縮速度的研究,完全可以借鑒於這一研究成果。
Ⅲ 氕氘氚的氘[dāo]
氘(deuterium)為氫的一種穩定形態的放射性同位素,也被稱為重氫,元素符號一般為D或2H。原子核中有一個質子和一個中子,氫中有0.02%的氘。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一 ,用於熱核反應。,聚變時放出β射線後形成質量數為 3 的氦。氘被稱為「未來的天然燃料」。
常溫下,氘是一種無色、無味、無毒無害的可燃性氣體。它用於核能、可控核聚變反應、氘化光導纖維、氘潤滑油、激光器、燈泡、實驗研究、半導體材料韌化處理以及核醫學,核農業等方面;另外在軍事上,它也有一些重要的用途,比如製造氫彈,中子彈和DF激光武器。
Ⅳ 氕氘氚的區別是什麼
1、符號不一樣;
氕、氘、氚的符號分別是H、D、T。
2、中子數不同;
氕、氘、氚是中子數不同的氫的名稱。
3、成分不一樣;
氕的原子由一個質子和一個電子組成,是氫的主要成分,元素符號為H。
4、輕重不一樣;
氘為氫的一種穩定形態同位素,也被稱為重氫,一般為D或2H。它的原子核由一顆質子和一顆中子組成。
5、放射性不一樣;
氚是元素氫的一種放射性同位素 ,元素符號一般為為3H或T。它的原子核由一顆質子和二顆中子組成。
Ⅳ 涉足核聚變的上市公司股票有哪些
中國西電(601179),榮信股份(002123),綜藝股份(600770),寶勝股份(600973),永鼎股份(600105)。
1、核聚變,即輕原子核(版例如氘和氚權)結合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量。因為化學是在分子、原子層次上研究物質性質,組成,結構與變化規律的科學,而核聚變是發生在原子核層面上的,所以核聚變不屬於化學變化。
2、熱核反應,或原子核的聚變反應,是當前很有前途的新能源。參與核反應的輕原子核,如氫(氕)、氘、氚、鋰等從熱運動獲得必要的動能而引起的聚變反應(參見核聚變)。熱核反應是氫彈爆炸的基礎,可在瞬間產生大量熱能,但尚無法加以利用。
3、如能使熱核反應在一定約束區域內,根據人們的意圖有控制地產生與進行,即可實現受控熱核反應。這正是在進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎。聚變反應堆一旦成功,則可能向人類提供最清潔而又是取之不盡的能源。
Ⅵ 氕氘氚和核電的關系
氕:即氫,在發電領域是作為冷卻劑使用(用高純氫氣作為冷卻劑為反應堆、發電機組散熱),使用普通水(一氧化二氫)作為中子減速劑和反應堆冷卻劑的核反應堆稱為「輕水堆」氘:一般是以重水(一氧化二氘)的形式存在於反應堆中(重水堆),是中子減速劑和反應堆冷卻劑,也是製造氫彈的原料氚 :在核電領域沒有應用,製取很難,價格極其高昂
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Ⅶ 氕氘氚是怎麼被流行起來的
Ⅷ 氕,氚,氘,和氫的區別
區別:
1、不同的中子數(氕0、氚1、氘2),
2、質量數也就不同(氕1、氚2、氘3),
3、物理性質不同(放射性)
氕pie ,氚,氘cuan 是氫元素的三種同位素,具有相同的質子數一個,但化學性質相同(最外層電子數相同)。
氫-1(1H,氕)相對豐度為99.98%,氫-2(2H,氘,也叫重氫)相對豐度為0.016%,這兩種氫是在自然界中穩定的同位素。從核反應中還找到質量數為3的同位素氫-3(3H,氚,也叫超重氫),它在自然界中含量極微,僅為0.004%。氫-2(2H,氘,也叫重氫),氫-3(3H,氚,也叫超重氫),也是製造氫彈的原料。
(8)氘的股票擴展閱讀
同位素的應用:
1、農業方面:
農業方面,採用輻射方法或輻射和其他方法相結合,培育出農作物優良品種,使糧食、棉花、大豆等農作物都獲得了較大的增產。利用同位素示蹤技術研究農葯和化肥的合理使用及土壤的改良等,為農業增產提供了新的措施。其他如輻射保藏食品等研究工作,也取得了較大的進展。
2、醫學方面:
醫學方面,全國有上千家醫療單位,在臨床上已建立了百多項同位素治療方法,包括體外照射治療和體內葯物照射治療。同位素在免疫學、分子生物學、遺傳工程研究和發展基礎核醫學中,也發揮了重要作用。
Ⅸ 氕氘氚的介紹
氫的同位素氫的三種同位素:H氕原子核內有1個質子,無中子,豐度為99.98%;氘D(又叫重氫) ,原子核內有1個質子,1個中子,豐度0.016%;氚T(又叫超重氫),原子核內有1個質子,2個中子,豐度0.004%。