同位素分餾英文解釋翻譯、同位素分餾的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 isotope fractionation
分詞翻譯:
同位素的英語翻譯:
isotope; isotopes
【化】 isotope; isotopes
【醫】 isotope
分餾的英語翻譯:
【化】 fractional distillation; fractionation; fractionation by distillation
selective evaporation
專業解析
同位素分餾(Isotope Fractionation)是指物理、化學或生物過程中,由于不同同位素原子(具有相同質子數但不同中子數)在質量上的微小差異,導緻它們在反應物和産物之間、或不同相之間發生非隨機分配,從而引起同位素比值(如18O/16O, 13C/12C, D/H等)發生系統性變化的現象。
其核心機制與原理在于:
- 質量差異效應:較輕的同位素(如12C, 16O)比較重的同位素(如13C, 18O)具有更高的零點振動能和更快的運動速度。這導緻在涉及化學鍵斷裂或形成的反應(化學反應)、相變(如蒸發、冷凝)或擴散過程中,輕同位素通常優先參與反應或進入特定相态。
- 平衡分餾:發生在可逆反應或相變達到平衡時。此時,同位素在不同物質或相之間的分配遵循熱力學平衡原理,分餾程度主要取決于溫度。例如,水蒸發時,蒸汽中會富集較輕的1H216O分子,而液态水中相對富集較重的1H218O分子。
- 動力學分餾:發生在不可逆反應或過程中,受反應速率或擴散速度差異控制。輕同位素參與的鍵通常更容易斷裂(較低的活化能),因此在反應産物中可能優先富集輕同位素。例如,光合作用固定CO2時,植物優先吸收較輕的12CO2,導緻有機質中13C貧化。
分餾程度通常用分餾系數(α)或千分差值(δ)來表示:
- 分餾系數 αA-B:表示物質A和物質B之間的同位素比值之比(RA/RB)。
- 千分差值 δ:表示樣品相對于某個标準物質的同位素比值偏差,定義為:
$$
delta = left( frac{R{text{sample}}}{R{text{standard}}} - 1 right) times 1000%
$$
其中R是同位素比值(如13C/12C)。兩種物質之間的分餾(ΔA-B)近似等于 δA - δB。
同位素分餾在自然界和科學研究中應用廣泛:
- 地球化學示蹤:如利用氫氧同位素研究水循環(降水來源、蒸發過程),利用碳同位素示蹤碳循環(生物生産力、有機物來源、甲烷形成途徑),利用硫同位素研究成礦過程。
- 古氣候重建:例如,通過冰芯、海洋沉積物或石筍中的氧同位素(δ18O)變化推斷曆史溫度。
- 生物地球化學循環研究:揭示微生物代謝過程(如反硝化、甲烷氧化)及其對環境變化的響應。
- 法醫學與食品安全:追溯污染物來源、鑒别食品真僞(如蜂蜜摻假)。
專業文獻表明,同位素分餾是理解物質循環、環境變化和生命過程的關鍵工具,其理論基礎牢固建立在量子力學和統計熱力學之上。
網絡擴展解釋
同位素分餾是指同一種元素的不同同位素在物理、化學或生物過程中因質量差異而發生不均勻分配的現象。這一過程廣泛存在于自然界和工業應用中,以下是其核心要點:
一、基本原理
同位素分餾主要由同位素之間的質量差異引起,具體表現為:
- 熱力學分餾:輕同位素因振動能較低,更容易參與化學反應(如蒸發時優先進入氣相)。
- 動力學分餾:質量差異導緻擴散速度不同,例如輕同位素在生物代謝中更易被吸收。
二、主要類型
根據形成機制可分為:
- 熱力學平衡分餾:系統達到穩定狀态時的同位素分配,常用于地質溫度測定(如礦物形成溫度分析)。
- 動力學非平衡分餾:快速反應中因未達平衡狀态産生的分餾,常見于生物代謝或低溫化學反應。
- 非質量相關分餾:特殊條件下同位素分餾程度與質量數不成比例,多見于大氣光化學反應。
三、實際應用
- 地球化學:通過岩石同位素組成重建古氣候和地質過程。
- 核工業:分離鈾-235與鈾-238用于核燃料制備。
- 醫學診斷:利用穩定同位素示蹤技術研究代謝路徑。
公式示例(同位素分餾系數):
$$
alpha = frac{(^{18}O/^{16}O){A}}{(^{18}O/^{16}O){B}}
$$
該系數反映兩種物質A、B之間的同位素組成差異。
需要更完整的分類或機制說明,可參考道客巴巴和搜狗百科的原始資料。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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