U(Ⅳ)-U(Ⅵ)的同位素交换反应——硫酸浓度和温度对交换速率的作用

氧化还原离子交换法分离铀同位素取得了可喜的进展。该法能够成功取决于两个基本因素:足够大的同位素富集系数和足够快的U(Ⅳ)-U(Ⅵ)的同位素交换速率。因此,两者成为离子交换法分离铀同位素的基本研究内容。近年来,不少作者较深入地研究了在各种环境内,特别是盐酸介质中的U(Ⅳ)-U(Ⅵ)的电子交换反应的动力学,得到了半交换期小于0.1s的结果。从而在日本建立了盐酸为介质的阴离子交换法富集铀同位素的中间试验工厂。     

涉及分子内交换的复杂两化合物体系同位素交换反应的动力学方程

很多作者导出两种化合物之间同位素交换反应的动力学方程,并用于讨论象低温热液中硫化物和硫酸盐之间硫同位素交换和矿物或岩石与流体之间氧同位素交换这样的地球化学上同位素不平衡的问题.然而,某些矿物或化合物,象明矾石KAl_3(SO_4)_2(OH)_6和醋酸CH_3COOH,由于它们可交换的氧和碳原子分别出现在不等价结构位置,存在着分子内同位素效应.这里我们将推导分子间和分子内同位素交换都可发生的复杂两化合物体系中的速度方程和它们的解.     

天然铀的同位素丰度与原子量

在自然界中的铀存在3种天然的放射性核素~(234)U,~(235)U及~(238)U.曾有工作报道了铀的同位素丰度与原子量的测量数据,1983年国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的原子量与同位素丰度委员会(CAWIA)对发表的数据做了编评,给出了编评结果.铀同位素丰度,~(234)U:0.000055(5);~(235)U:0.007200(12);~(238)U:0.992745(60),铀原子量(参见文献[2]),A_r(U)=238.0289(1).括号内数字表示数据末一位或二位的不确定度.这些结果没有中国地区铀同位素丰度的数据.本工作从中国陆地采集了一些铀矿样品,利用热电离同位素质谱测量方法,完成了测量,得到铀同位素丰度与原子量的测量结果.     

碳酸盐耦合同位素(△47)温度计及其在古高度重建中的应用

古高度重建为地质模型的建立提供了重要的制约条件,而古地温的恢复在古高度重建中至关重要.基于均质(或同相)同位素交换平衡的碳酸盐耦合同位素温度计(Δ_(47)温度计)相比于传统的古温度计具有两个显著的优点:(1)其测量的参数Δ_(47)仅仅与碳酸盐的形成温度相关而不受环境水中δ18O值影响;(2)Δ_(47)的精度能够达到0.010‰,换算到相应的碳酸盐形成温度可优于±2°C.随着碳酸盐耦合同位素温度计的实验方法的发展,实现了利用该温度计精确重建古高度.本文通过总结全球碳酸盐耦合同位素温度计应用于古高度重建中的实例,进一步解析该温度计在区域抬升历史的恢复以及构建动力学模型中的应用前景.     

在非相似π介子双电荷交换反应中角分布的能量依赖关系

在π介子双电荷交换(DCX)反应中,一个引人注目的现象是对T=0的核,可观察到很大的非相似态的(π~+,π~-)反应截面。例如氧的同位素,当入射π介子能量为164兆电子伏时,~(16))O(T=0)的截面值和~(18)O=(T=1)的截面值几乎相当,二者比值σ(~(18)O)/σ(~(16)O)为3:1。然     

络合物分子间配体交换反应的~(19)FNMR研究

用核磁共振的方法研究金属络合物分子间的动态交换反应,可以获得交换产物的核磁共振信号、立体化学信息及一些动力学、热力学数据,对了解交换机理及络合物的立体结构十分重要.Kairi等人曾用核磁共振方法研究了分子内及分子间的动态交换反应,取得了一些有意义的结果.本文在研究Ga(Ttfac)_3分子内动态交换反应的基础上,研究了Ga(Ttfac)_3/Ga(acac)_3体系分子间的配体交换反应(其中Ttfac为非对称二卤配体噻吩甲酰三氟丙酮C_4H_3S-CO-CH_2-CO-CF_3,acac为对称二卤配体乙酰丙酮CH_3-CO-CH_2-CO-CF_3).实验结果表明由交换反应产生了混合配体络合物,交换反应中各络合物平衡时的分布服从随机统计分布,求得了交换反应的平衡常数及焓变、熵变.兹将研究结果报道如下.     

传感器电解质CaZr_(1-x)Mg_xO_(3-a)的导电性能

采用固相反应法在1673 K合成了CaZr_(1-x)Mg_xO_(3-α)(x=0,0.005,0.01,0.02)陶瓷粉体,在空气中1873K下对材料进行二次烧结10 h.X射线衍射物相分析结果确定合成后的样品中有CaZrO_3基固溶体和微量的MgO存在.为了明确CaZr_(1-x)Mg_xO_(3-α)的电化学性能,采用交流阻抗法在1073~1473 K,富氧气氛(Ar/O_2/D_2O)/(Ar/O_2/H_2O)和富氢气氛(Ar/H_2/H_2O)/(Ar/D_2/D_2O)下测量了固体电解质的电导率及其同位素效应与气氛依赖性.通过检测电导率的H/D同位素效应,确定了固体电解质的质子导电优势区域.结果显示在富氢气氛下,测定的1073~1473 K温度范围内有明显的H/D同位素效应,表明质子是主要的载流子.在富氧气氛下,1073~1273 K温度范围内,质子也是主要的载流子.该材料有可能作为氢传感器的固体电解质.     

硅质岩中的硅同位素(δ~(30)Si)应用于沉积相分析的新尝试

应用碳(δ~(13)C)、氧(δ~(18)O)和硫(δ~(34)S)同位素研究沉积相和沉积环境已为人们所熟知,然而,对于作为构成沉积岩主要元素之一的硅的同位素研究还很罕见。硅元素有三种主要的稳定同位素,即~(28)Si(92.27％)、~(29)Si(4.68％)和~(30)Si(3.06％)。50年代以来,Renold和Verhoogen(1953)、Allenby(1956)和Tilles(1961)等就开始研究硅同位素;70年代以来,Epstein和Taylor(1970)、Epstein和Yeh(1977)以及Clayton等(1978,1986),还有     

矿物反应与氧同位素平衡——方解石-橄榄石体系的实验研究

利用矿物反应方法确定产物之间的稳定同位素分馏系数尚不多见.已知的例子是通过氧化铁橄榄石形成石英和磁铁矿,从而直接得到这两个产物矿物之间的氧同位素分馏.这个实验的结果已被后来的同位素交换反应实验数据所证实.本文报道利用白云石同透门石在680℃和5kb条件下的反应形成方解石和镁橄榄石所得到的氧同位素分馏结果.     

浙西前寒武纪火山岩中锆石U-Pb同位素定年及其含义

浙西前寒武纪火山岩主要发育于开化地区,属钙碱性岩系,厚约1200余米,构成松木坞群上部地层单元.因缺乏同位素定年资料,其时代归属和地层对比有争议.现对上述火山岩中5件样品的单颗粒锆石,作U-Pb同位素测定(表1,由天津地质矿产研究所李惠民测,具体测试技术和过程见文献[1]等),定年结果如下:①流纹岩中一颗锆石,其~(206)Ph/~(238)U,~(207)Ph/~(235)U和~(207)Pb/~(206)Pb表面年龄值基本一致,分别是808,809和809Ma,取     

Hg原子6s6P~3P_0—~3P_1跃迁的同位素位移及△|φ(0)|~2值的估算

研究原子光学跃迁的同位素位移(isotope shift,简称IS)是获得原子核参数的重要手段。过去人们对于汞原于的IS研究主要集中在比较强的光学跃迁如6~1S_0—6~3P_1(2537),6~3P_2—7~3S(5461)上, 由于s轨道电子对同位素位移的贡献比p轨道电子的贡献要大得     

核合成的氙同位素记录及早期太阳系

本文采用逐步加热法测定了阿伦德(C3V)碳质球粒陨石中两个硫化铁单矿物样品的氙同位素丰度,其中一个样品中利用~(130)Te(n,γ,2β~-)~(131r)Xe核反应形成了一定量的示踪氙同位素以监测样品气体的释放.硫化铁在950℃熔化时,释放出大量的地球型氙Xe-T。示踪同位素~(131r)Xe与地球型氙Xe-T同时在这一温度释放,这证实了阿伦德碳质球粒陨石形成时摄取的氙确是地球型氙。地球型氙还出现于地球与火星的大气中、太阳上以及各类陨石的硫化物相中。这些结果意味着地球型氙处于原行星星云的中心富硫铁区域,它们向太阳系形成的主流假说提出了挑战。行星系统形成于不均一的超新星碎片的模式可以解释:(1)大尺度元素和同位素不均一性及短半衰期放射性同位素的衰变子体(如~(26)Al,~(107)Pd及~(129)I);(2)陨石中另外几个元素的镜像(+和-)同位素异常;(3)目前已经证实的另一个行星系统——围绕脉冲星PSR1257+12沿轨道运行的3颗行星。     

新的质谱电离方法测定氨根中~(15)N的丰度

一、引言 稳定同位素标记法在农业、生物和医学等领域有重要的应用。用~(15)N稳定同位素制成的各种标记物,可以显示出生物体内各个组织的新陈代谢情况,稳定同位素丰度的检测,又是这一方法的关键。目前,测定氨根中~(15)N丰度的经典方法是利用气体同位素质谱计,其电离     

铀的离子交换反应——UO_2~(++)-H~+的阳离子交换平衡

铀的离子交换平衡的研究在理论上和实用上都很重要,UO_2~( )-H~ 的阳离子交换反应是最重要的交换反应之一。Bonner、walton和Hagiwara等都曾对UO_2~( )-H~ 离子交换平衡进行过研究。尽管他们用的都是Dowex-50树脂,但实验结果却互相矛盾,不但所得平衡常数的数值不同,而且随着树脂上双氧铀克当量分数的变化,树脂对UO_2~( )的选择性的变化     

上地幔中同位素固体扩散对等时线年龄的影响

Dodson在发展冷却年龄理论时,提出了封闭温度(T_c)和温度过渡区(T_h-T_1)的概念,且T_h>T_c>T_1。在地壳岩矿体系中习用的放射性同位素地质时钟通常都是在T<_c的冷却条件下工作的,但是在地幔中岩矿体系长期保持在T>T_1的环境中,体系处于T_h-T_1温度过渡区内,扩散造成的物质输运对同位素地质时钟的影响是不可忽略的。本文初步探讨了在温度过渡区内,岩矿体系中同位素固体扩散对等时线定年的影响。     

亳县(LL_4)球粒陨石的~(40)Ar/~(39)Ar年代学

亳县陨石于1977年10月陨落。它是LL群球粒陨石,岩石类型为3—4之间的过渡型。虽然铀铅和铷锶同位素体系表明该陨石形成于约4.5Ga前,根据全岩钾氩年龄(约2.1Ga)提出该陨石有可能受过晚期热扰动。基于~(40)Ar/~(39)Ar方法本身的特点,有可能判定该陨石是否经历过晚期热扰动及热扰动的性质和时间。     

黄土高原现代植物-土壤氮同位素组成及对环境变化的响应

由于土壤氮同位素组成被认为是气候环境变化和自然生态系统氮循环过程的可能指示, 开展全球不同区域、不同生态系统氮同位素组成的研究将有助于对这个可能性的认识. 对中国黄土高原中西部不同环境条件下的现代植物和相应的土壤氮同位素进行了调查, 氮同位素组成变化范围分别为: 植物根: -5.1‰ ~ 1.9‰; 植物残体: -6.6‰ ~ 2.9‰; 土壤: -1.2‰ ~ 5.8‰. 结果表明: (1) 土壤与植物有相近的变化趋势, 但土壤的氮同位素组成较植物根的氮同位素要偏正, 其Δδ¹⁵N值变化范围为: 0.3‰ ~ 7.2‰, 平均值为: 4.1‰, 表明植物分解过程氮同位素存在分馏; (2) 该地区现代生态系统的氮同位素对降水和温度变化有明显的响应, 沿西北到东南方向, 年平均降水每增加100 mm可能导致土壤氮同位素组成偏负约1.31‰, 随温度的增加, 土壤氮同位素也趋向偏负; (3) 在降水和温度共同增加的影响下, 植物根系、植物残体和土壤的氮同位素偏负, 这个现象可能归因于降水是该地区植物-土壤氮同位素变化的主要控制因素. 尽管目前对植物-土壤氮同位素组成变化与降水和温度关系的机制尚不清楚, 但初步的研究结果表明土壤的氮同位素组成可能为黄土高原环境变化示踪提供指示.     

竹红菌素的结构、性质、光化学反应及反应机制(Ⅱ)——竹红菌素的反应

1.反应条件 竹红菌素只有在氧和光(400—490nm)同时存在时才发生自敏光氧化反应。但竹红菌甲素(HA)并不能与~1O_2生成光氧化产物,而是激发态HA与基态氧~3O_2反应生成产品。 前面提到:HA或竹红菌乙素(HB)光敏~3O_2产生~1O_2的量子产率和自敏光氧化速率的比     

激光显微探针~(40)Ar/~(39)Ar定年系统

K-Ar定年中的~(40)Ar/~(39)Ar方法,使样品经快中子辐射,产生~(39)K(n,P)~(39)Ar反应,经适当校正后的~(40)Ar/~(39)Ar,用以下公式计算出年龄:T=1/λln[1 J×~(40)Ar/~(39)Ar]其中,λ为~(40)K的衰变常数(5.543×10~(-10)a~(-1)),J为转化系数,对~(39)K(n,p)~(39)Ar是通过与未知样品一同照射的已知年龄的样品计算求得的.激光显微探针~(40)Ar/~(39)Ar是在常规~(40)Ar/~(39)Ar方法上发展起来的,它与常规~(40)Ar/~(39)Ar相比,具有更多的优点:精度更高,用样量更少,由此解决了由于样品不均匀引起的问题.激光探针     

我国煤成烃气的δ~(13)C-R_0关系

近十年来,我们在松辽、渤海湾、鄂尔多斯、四川、准噶尔、塔里木、楚雄、琼东南与东海9个盆地及14个煤矿,取了202个煤成气样,获得甲烷及其同系物的碳同位素(δ~(13)C_1、δ~(13)C_2、δ~(13)C_3和δ~(13)C_4)分析数据426个,从中选择出原生的煤成气,并对其可确定源岩成熟度(R_0)进行了测定。从这些资料,明显可见我国原生煤成烃气的δ~(13)C值随其源岩成熟度增加而增大的特征。