
【醫】 stable isotope
invariability; stability; stabilization; stabilize; maintain
【化】 diazepam; valium
【醫】 stabilization
isotope; isotopes
【化】 isotope; isotopes
【醫】 isotope
安定同位素(Stable Isotope)指原子核結構穩定、不發生自發放射性衰變的同位素。與之相對的是放射性同位素(Radioactive Isotope)。該術語在核物理、地球化學、環境科學等領域具有重要應用價值,其核心特征與科學意義如下:
穩定性本質
安定同位素的質子與中子比例處于穩定區間(通常為1:1至1.5:1),原子核結合能足以抵抗衰變。例如,碳-12(12C)、氧-16(16O)等自然界豐度最高的同位素均屬此類(國際原子能機構,核素數據庫)。
與放射性同位素的區别
特性 | 安定同位素 | 放射性同位素 |
---|---|---|
衰變行為 | 無自發衰變 | 釋放粒子/能量(如α、β衰變) |
半衰期 | 無限(理論穩定) | 有限(幾秒至數十億年不等) |
應用領域 | 示蹤分析、古氣候重建 | 醫學治療、地質測年 |
地球化學示蹤
安定同位素比值(如δ13C、δ18O)可追溯物質來源與遷移路徑。例如,海洋沉積物中的氧同位素比率可重建百萬年尺度古溫度變化(美國地質調查局,同位素地球化學研究)。
生物代謝研究
利用15N标記化合物追蹤生态系統氮循環路徑,揭示食物網結構與污染物遷移規律(《生态學》期刊,穩定同位素示蹤技術綜述)。
醫學診斷技術
非放射性同位素如13C用于尿素呼氣試驗,安全檢測幽門螺杆菌感染(世界衛生組織,臨床診斷指南)。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)
明确定義穩定同位素為"核素半衰期過長而無法觀測到衰變"的物質(IUPAC Gold Book, Isotope Terminology)。
美國國家标準與技術研究院(NIST)
發布穩定同位素原子量标準數據(如硫-34天然豐度4.21%),支撐全球計量一緻性(NIST Atomic Weights Database)。
注:中文術語"安定同位素"多見于日文文獻(安定同位體),國内科技文獻通常采用"穩定同位素"。建議學術寫作優先使用"穩定同位素"以确保術語規範性(《核科學技術名詞》,全國科學技術名詞審定委員會)。
安定同位素(中文更常用“穩定同位素”)是指質子數相同但中子數不同,且不會自發發生放射性衰變的同位素。以下是詳細解釋:
基本定義
穩定同位素與放射性同位素相對,指原子核結構穩定,不會通過釋放粒子(如α、β粒子)自發轉變為其他核素的同位素。例如碳-12($^{12}text{C}$)、碳-13($^{13}text{C}$)和氧-18($^{18}text{O}$)均屬于穩定同位素。
物理特性
常見類型
| 元素 | 穩定同位素示例 | 自然豐度 |
|------|----------------|----------|
| 碳 | $^{12}text{C}$ | ~98.9% |
|| $^{13}text{C}$ | ~1.1%|
| 氧 | $^{16}text{O}$ | ~99.76%|
|| $^{18}text{O}$ | ~0.2%|
應用領域
與放射性同位素的區别
| 特性 | 穩定同位素 | 放射性同位素 |
|--------------|------------------|--------------------|
| 衰變 | 無 | 自發衰變 |
| 半衰期 | 無 | 有固定半衰期 |
| 檢測方法 | 質譜儀 | 蓋革計數器等 |
| 典型應用 | 環境示蹤、醫學 | 放射治療、測年法 |
如需進一步了解特定同位素的應用案例,可參考上述來源中的、5、7。
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